机械工程课程设计说书设计题目气门摇杆支座
指导教师：马苏常
设计者：
系别：机械工程学院
班级：机自0521班
学号：
天津工程师范学院
课程设计任务书
机械工程学院机自0521 班学生
课程设计课题：
“××”零件的机械加工工艺规程及工艺装备
一、课程设计工作日自 2008 年 6 月 30 日至 2008 年 7 月 11 日
二、同组学生：
三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时
间、主要参考资料等）：
1．设计目的：
(1)能熟练运用机械制造工艺学中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确解决零件加工中的定位、夹紧、工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。
(2)提高结构设计能力。
(3)学会使用手册及图表资科。
2．设计要求：（生产纲领为大批量生产）
(1)零件图一张
(2)毛坯图一张
(3)编制工艺过程卡片和工序卡片一套
(4)关键工序的工装夹具一至二张
(5)夹具装配图一张
(6)设计说明书一份
(7)设计材料要求提交电子文档和实物资料。
3．主要参考资料：
[1]李益民．机械制造工艺设计简明手册．北京：机械工业出版社，1994.7，1998重印
[2]赵家齐．机械制造工艺学课程设计指导书．北京：机械工业出版社，1986
[3]张龙勋．机械制造工艺学课程设计指导书及习题．北京：机械工业出版社，1999
[4]倪森寿．机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书．北京：化学工业出版社，2003
[5]李益民．机械制造工艺设计简明手册．北京：机械工业出版社，1994.7，1998重印
[6]袁长良．机械制造工艺装备设计手册．北京：中国计量出版社，1992.2
[7]王绍俊．机械制造工艺设计手册．北京：机械工业出版社，1985
杨叔子．机械加工工艺师手册．北京：机械工业出版社，2002
指导教师签字：教研室主任签字：
目录
序言………………………………………………………………………
一、零件的工艺分析……………………………………………………
二、工艺过程设计……………………………………………………… 1．定位基准的选择………………………………………………… 2．毛坯的制造形式…………………………………………………
3．制定工艺路线……………………………………………………
三、加工工序设计……………………………………………………… 1．确定切削用量……………………………………………………
2．确定加工工序……………………………………………………
四、夹具设计…………………………………………………………… 1．确定设计方案…………………………………………………… 2．计算夹紧力……………………………………………………… 3．定位精度分析…………………………………………………… 4．装配尺寸链及公差分配…………………………………………
五、机械加工工艺过程卡片……………………………………………
六、机械加工工序卡片…………………………………………………
七、小结…………………………………………………………………
八、参考文献…………………………………………………………附录1：零件图
附录2：毛坯图
附录3：夹具装配图
附录4：夹具中主要零件的零件图
(一)计算生产纲领，确定生产类型
气门摇杆轴支座，该产品年产量为5000台，设其备品率为16%，机械加工废品率为2%，现判定该零件的机械加工工艺规程。
技术要求
1．铸件应消除内应力。 2．未注明铸造圆角为R2～R3。
3．铸件表面不得有粘沙，多肉，裂纹等缺陷。
4．允许有非聚集的孔眼存在，其直径不大于5mm ，深度不大于3mm ，相距不小于3mm ，整个铸件上孔眼数不多于10个。
5．去毛刺，锐边倒钝。 6．涂漆按NJ226-31执行。 7．材料HT200。 n=1件/台
N=Qn （1+a%+b%）=5000×1×（1+16%+2%）=5900件/年 气门摇杆轴支座的年产量为5900件，现通过计算，该零件质量约为1.13kg 。参考文献（1）表2-1，气门摇杆轴支座属轻型零件，生产类型为大批量生产。
(二)零件的分析 1．零件的结构分析
气门摇杆轴支座是柴油机的一个主要零件,是柴油机摇杆支
座的结合部.φ20（10.006.0++）孔装摇杆轴,轴上两端各装一进气门摇杆,
摇杆座通过两个φ13mm 孔用M12螺栓与汽缸盖相连,3mm 轴向槽用于锁紧摇杆轴,使之不转动。
2．零件的技术要求分析
其材料为HT200。该材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。
该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右端面，2—φ
13mm 孔和φ20（10
.006.0++）孔，以及3mm 轴向槽加工。
φ20（10
.006.0++）孔的尺寸精度，下端面相对于A 面的平行度
0.05mm 和左右两端面孔的尺寸精度,直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封。因此需要先以下端面为粗基准加工上端面，再以上端面为粗基准加工下端面。将下端面作为精基准。加工φ
20（10
.006.0++）孔时以下端面为定位基准，以保证孔轴相对于下端面的
位置精度。
（三）确定毛坯，画毛坯零—件综合图
根据零件材料HT200确定毛坯为铸件，又已知零件的生产纲领为5900件/年，该零件质量约为1.13kg,可知,其生产类型为大批量生产,毛坯的铸造方法采用砂型机器造型.为消除残余应力,铸造后应安排人工时效。
1．铸件尺寸公差分为16级，由于是大批量生产，毛坯制造方法采用砂型制造。参考文献（1）表5—1，铸件尺寸公差CT 为10级，选取铸件错箱植为1.0mm 。参考文献（1）表5—3，铸件基本尺寸的公差植见表1。
2．铸件机械加工余量（RMA）
参考文献（1）表5—5，铸件加工余量等级为G。参考文献
（1）表5—4，铸件基本尺寸的加工余量值见表1
参考文献（1）式（5—2），毛坯基本尺寸R=F+2RAM+CT/2。
主要毛坯尺寸及公差
表1
加工余量
基本尺寸
加工余量公差CT 总余量毛坯尺寸等级
8 ── 2 ─8
32 ── 2.6 ─32
34 ── 2.6 ─34
42 G 0.7 2.8 2.8 44.8
50 ── 2.8 ─50
78 G 1.4 3.2 4.4 82.4
3．零件—毛坯综合图
零件毛坯综合图一般包括以下内容：铸件毛坯形状、尺寸公
差、加工余量与工艺余量、铸造斜度和圆度、分型面、浇冒口残
根位置、工艺基准及其他工艺要求。
零件—毛坯综合图上技术条件一般包括以下内容
（1）．合金牌号。
（2）．铸造方法。
（3）．铸造的精度等级。
（4）．未注明的铸造斜度及圆角半径。 （5）．铸件的检验等级。 （6）．铸件的综合技术条件。
（7）．铸件交货状态。如允许浇冒口残根大小等。 （8）．铸件是否进行气压或液压实验。 （9）．热处理硬度。 （四）工艺规程设计 1．定位基准的选择
下端面是零件的设计基准,为避免基准不重合而产生的误差，应选下端面为定位基准，即遵循“基准重合”原则。此外，下端面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。
下端面作为精基准应先进行加工，选上端面作为粗基准。 2．零件加工方法的选择
零件的加工面有：端面，孔和轴向槽。材料为HT200。参考有关资料，其加工方法如下。
上端面：表面粗糙度为Ra 12.5，粗铣即可。 下端面：表面粗糙度为Ra 6.3，需粗铣，半精铣。 左右端面：表面粗糙度均为Ra 1.6，需粗铣，精铣。 2—φ13mm 孔：钻孔。为未注公差尺寸，公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra 6.3。
φ20（10.006.0++）孔：钻孔，锪孔，铰孔。
3mm轴向槽:精铣.
3．制订工艺路线
根据各表面加工要求，和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面及孔的加工方法如下：
1.以下端面为粗基准粗铣上端面。
2.以上端面为粗基准半精铣下端面。
3.以右端面为粗基准精铣左端面。
4.以左端面为粗基准精铣右端面。
5.以下端面为精基准钻2×?13mm孔。
6.钻?20（+0.1—+0.006）mm孔，铰Ф20mm孔。
7.以下底面为精基准精铣3mm轴向槽。
因左右两端面均对?20（+0.1—+0.006）mm孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。
选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图。
1.选择毛坯。
材料HT200(灰铸铁)。
毛坯尺寸：50×82.
2.确定加工方法。
根据加工表面的粗糙度：上端面Ra=12.5，下端面Ra=6.3, ?13
的Ra=12.5, ?20的 Ra=3.2。切槽的Ra＝12.5。
得各加工面的加工工序为：
上端面：粗铣。
下端面：半精铣,
?13的孔：钻。
?20的孔：钻——铰。 切槽：精铣。 机床的选择：
根据批量数以及加工精度要求： 钻床Z3025. 铣床：X60. 刀具的选择： （1） 铣刀：
根据铣面尺寸查表5—98得：
锥柄硬质合金螺旋刃立铣刀：0r =00，0a =017,'0a =06, β=022--040,r k =090,'r k =03--04. D=60,L=225,刃部l=60,morse=5. (2)锯片铣刀；
D=50±0.8，L=3±0.07,d=13±0.018, 'r k =010--015, 0a =018,n a =0180, θ=055--060,z=16。
（3）钻刀、铰刀的选择： 钻头
ф13的：L=182,螺旋长l=101. ф14的：L=189,l=108. ф19的：L=238,l=140. ф22的：L=248,l=150. 铰刀：
ф20的：L=228±2,l=60±1.5,齿数z=8. 圆柱韧带f=0.20-0.30。 a=p a =010.morse=2.
量具的选择： 78×42和φ20，φ13的尺寸用精度0.02mm ，测量范围0-120mm 的游标卡尺。
平行度，平面度，粗糙度用精度为0.01mm 的百分表。 工序1:
(1).本工序为粗铣，材料YT200.
机床 X5021，工件装在V 型夹具上。
① 确定背吃刀量： αp=4.4/2=2.2(双边余量为4.4)。 ② 进给量f=0.2-0.1mm/r.
③ 确定铣床的强度机构 铣床允许的功率为1.5kw.
④ 确定转速：粗铣575r/min.半精铣855r/min,精铣1180r/min. n=1000v/∏d.
V 粗= n ∏d/1000=60×575×3.14/1000=108.33m/min. V 半精=n ∏d/1000=60×855×3.14/1000=161.08m/min. V 精=n ∏d/1000=60×1180×3.14/1000=222.3m/min. 切削速度的修正系数：
C
V =V c .o d .v q .v k /(m T .xv p
a .y z f .u e a .pv z )=240×60×0.17×0.8／(2.0180-×05.02.2-×28.02.0×19.02×8×0.1×1000)=86.66m/min.
⑤切削时间：j T 粗=L/f.n=2.2×60/(0.1×575)=1.14s
确定切削用量:
p a =2.2,f=0.2,n=575r/min,v=86.66 m/min. j T 粗=2.30s
工序2:
本工序为先粗铣，后半精铣。
① 确定背吃刀量： p a 粗=1.7，p a 半精=2.2 ② 进给量f=0.2-0.1mm/r
③ 确定转速：粗铣575r/min.半精铣855r/min ④ 确定切削速度：
V 粗= n ∏d/1000=60×575×3.14/1000=108.33m/min. V 半精=n ∏d/1000=60×855×3.14/1000=161.08m/min. ⑤确定加工时间：
j T 粗=L/f.n=1.7×60/(0.1×575)=1.77s j T 半精=L/f.n=0.5×60/(0.1×855)=0.25s ⑥切削力：
c F 粗=F C .xf
p
a .yf z f .ufz e a .fc K /(qf d 0.wf n )=58×0.12.2×8.02.0×2/(60×0575)=586.8N
⑦功率：C P =c F .c V /1000=586.8×86.66/(1000×60)=0.847Kw 0.847Kw<1.5 Kw 所以合格。 确定切削用量:
p a 粗=1.7, p a 半精=0.5，f=0.2,n 粗=575r/min,粗V =108.33
m/min. V 半精=161.08 m/min.
j T 粗=1.77s ，j T 半精=0.25s. c F 粗=586.8N ，C P =0.847Kw 。
工序3和4:
确定铣左右圆端面切削用量 ： 本工序为精铣；
① 确定背吃刀量： p a 精=1.2mm ， ② 确定进给量：f=0.1mm, ③ 确定转速：n=1180r/min ④ 确定切削速度：
V 精=n ∏d/1000=60×1180×3.14/1000=222.3m/min. 切削速度的修正系数：
C
V =V c .o d .v q .v k /(m T .xv p a .y z f .u
e a .pv z
)=240×60×0.17×0.8／(2.0180-×05.02.1-×28.01.0×19.02×8×0.1×1000)=11.66m/min. ⑤ 确定加工时间：j T 左右= L/f.n=1.2×60/(0.1×1180)=0.7s 确定切削用量:
p a 精=1.2mm ，f=0.1mm,n=1180r/min 精V =11.66 m/min. j T 精=0.7s 。
工序5：
本工序为粗加工2×?13mm 孔 确定加工参数和加工时间：
① 确定进给量：f=0.52--=0.64mm/r, 因为?13mm 孔和孔深78为6倍关系，查表得修正系数tt K =0.85， 所以取f=0.44 mm/r ② 确定切削速度： c V =50--70m/min
③ 确定转速：n=1000v/(∏d)=1000×70/(3.14×13)=1714 r/min.
根据实际选n=1600 r/min. ④ 确定切削速度：
c V = n ∏d/1000=3.14×13×1600/1000=65.3 m/min 。 ⑥ 确定加工时间：
j T = L/f.n=78×60/(0.44×1600)=6.65s
⑦ 切削力：13f F =9.81×42.7×0d ×8.0f ×1N=9.81×42.7×13
×8.044.0×1N=2620N 。
⑧ 切削力矩：13M =9.81×0.0210d 8.0f m K =9.81×0.021×13×8.044.0=17N.m 确定切削用量:
f=0.44 mm/r,n=1600r/min ，c V = 65.3 m/min. j T =6.65s, 13f F =2620N, 13M =17N.m
工序6
本工序为钻?19（+0.1—+0.006）mm 孔，铰Ф20mm 孔。 ① 确定进给量：f=0.7--0.86mm/r, ② 确定切削速度： c V =50--70m/min
③ 确定转速：n=1000v/(∏d)=1000×50/(3.14×19)=838 r/min.
根据实际选n=1000 r/min. ④ 确定切削速度：
c V = n ∏d/1000=3.14×19×1000/1000=59.66 m/min 。 ⑤ 确定加工时间：
j T = L/f.n=42×60/(0.7×1000)=4.3s
⑥切削力：19f F =9.81×42.7×0d ×8.0f ×1N=9.81×42.7×19×8.07.0×1N=5983N 。
⑦ 切削力矩：19M =9.81×0.0210d 8.0f m K =9.81×0.021×19×8.044.0=55.86N.m 确定切削用量:
f=0.7 mm/r, n=1000r/min ，c V = 59.66 m/min. j T =4.3s, 19f F =5983N, 19M =55.86N.m
扩孔：
① 确定进给量：f=1.0—1.2mm/r, ② 确定转速：n=1000r/min
③ 确定切削速度：c V =60--80m/min
铰孔：
① 确定进给量：f=0.8--1.2mm/r,
② 确定转速：n=1000v/3.14d=1000×12/3.14×20=191r/min 实际取200 r/min
③ 确定切削速；c V =8--12m/min
c V = n ∏d/1000=3.14×20×200/1000=12.56 m/min
取c V =12m/min
④ 确定背吃刀量： p a =0.03—0.06mm ， ⑤ 确定加工时间： j T = L+l1+l2/f.n
l1={[(D-d) cot v k /2]+2=(20-19)/2×0}+2=2 l2=1—2
j T = L+l1+l2/f.n
=(42+4+2)×60/(0.2×1600)=9s
确定切削用量:
f=0.8 mm/r, n=200r/min ，c V = 12 m/min. j T =9s,
工序7
本工序为精铣槽：
① 确定进给量：f=0.2mm/r, ② 确定转速：n=1180r/min ③ 确定切削速度：
c V = n ∏d/1000=3.14×50×1180/1000=185.53 m/min
④ 切削力：f F =f C .xz
p a .yz z f .e a .z/qf d 0.wf n =30×0.142×65.02.0×9.03/1.150×0575=16×16=257N ⑤ 确定加工时间： j T = L.i/f.n I=h/p a =6/3=2
j T =42×60×2/(0.2×16)=26.3s 确定切削用量:
f=0.2 mm/r, n=1180r/min ，c V = 185.53 m/min. j T =26.3s.
夹具设计（一）
本次设计的夹具为第1,2道工序—铣削上下两端面,该夹具适用于X5012。
1. 零件本工序的加工要求分析 (1)以下端面为粗基准粗铣上端面. (2)以上端面为粗基准粗铣,半精铣下端面。 (3)以右端面为基准铣左端面。 (4)以左端面为基准铣右端面。 (5)以下底面为精基准钻2×φ13孔。 (6)钻φ19孔，铰φ20孔。
(7)以下底面为精基准铣3mm 轴向槽。 2．确定设计方案
这道工序所加工的下端面对φ20（10
.006.0++）
孔轴线有较高的平行度要求。按基准重合原则并考虑到重复使用基准，则以上下端面互为基准加工。
从对工件的结构形状分析，若工件以上、下端面互为基准，定位比较稳定，可靠，也容易实现。
3．拟订定位方案和选择定位元件
（１）定位方案。根据工件结构特点，其定位方案如下 ①以下底面为定位面，在下端铸造面用夹紧元件夹紧，限制了３个自由度，过定位，但当工件翻转加工时，不好夹紧，有碍
定位。
②以下端面及浮动Ｖ型块定位夹紧，限制工件５个自由度，有过定位，但有利于互为基准加工，且不影响主要加工尺寸方向的定位。
（２）选择定位元件
选择台阶面与Ｖ型块作为定位面，可限制５个自由度，有过定位，但不影响要加工表面的质量。
（３）定位误差计算。工序尺寸７８定位误差分析如下 由于设计基准与工艺基准重合，所以△Ｂ＝０，δk=3.2mm 由于工件表面与Ａ轴有０.０５的平行度，则基准位移误差△Ｙ＝０.７４
∴△Ｄ＝△Ｂ＋△Ｙ＝０.７４mm ＜δ／３ 因此定位精度足够
由于加工要求不高，则其它精度可不必计算。 （４）确定夹紧方案
根据图示气门摇杆轴支座结构，用浮动Ｖ型块将工件夹紧。Ｖ型块具体结构如图示。
所需夹紧力公式:
2
sin 11
α
+=
X
df km F wk
wk F ---实际所需夹紧力，N;
K------- 安全系数：
f------- 工件与支撑面间的摩擦系数;
M------切削转矩。
794.16543210==k k k k k k k K
d =18mm f =0.3 M=17N.M 故 N F wk 85.330= （5）确定对刀装置
1）、根据加工要求采用JB/T8031.4-1999侧装对刀块； 塞规符合JB/T8032.1-19999,基本尺寸及偏差mm 00.014-2。 2）、计算对刀尺寸H 和B 将尺寸化为双相对称偏差，既 37.063.777800.74-±=mm H=77.63-2=75.63mm 公差取工件相应公差的1/3，既： 1/3x3.2≈1.06mm H=75.63±0.53mm B=1/2x8+2=6mm 其公差取为1/3 x 2mm=0.6mm 故 B=6±0.6mm (6)、夹具精度分析和计算
本夹具总图上与工件加工精度直接有关的技术要求如下： 定位件与对刀间的位置尺寸75.63±0.53mm ，6±0.6mm 。
对刀塞规厚度尺寸200.014-mm 。
对刀装置工作表面对夹具安装面的平行度和垂直度公差为0.05mm 。 （7）尺寸78h14的精度分析： 定位误差 mm D 74.0=? 调整误差 mm T 06.1=? 安装误差 mm A 0=? 按式
k
A T D δ32
29.106.174.022222?=+=?+?+?
故此夹具能保证T800.74-mm 的尺寸。 （8）绘制夹具总图及夹具零件图样
夹具设计（二）
1、零件本工序的加工要求分析：
这道工序所加工的是第六道工序钻铰0.10.0620++φ。左右端面及上下端面对
孔轴线都有较高的行位要求。
本工序使用机床为Z3025，刀具为19.75φ锥柄麻花钻、通用铰刀。 2、确定夹具类型
本工序所加工孔20φ，其轴线平行于上下端面，垂直于左右端面，孔径不大，工件质量较小，生产质量较大，因此采用快换钻套。 3、拟定定位方案
根据工件结构特点，其定位方案如下
1）用浮动V 型块对R10的外圆柱表面进行定位，再加上下地面实现完全定位，用镗削方法加工。
2）用圆柱销与菱形销定位两个m m 13φ的孔，再加上下地面定位实现，两空一面实现完全定位。
比较上述两种定位方案，因孔为20φ较小，所以不宜用镗削。初步确定用方案二。 4、选择定位元件
选择下底面定位及圆柱销与菱形销定位。 5、定位误差计算
1）加工20φ孔时定位误差计算 由于基准重合，故0=?B 。
基准位移误差为20φ孔的加工精度和下地面与轴线的平行度：
8.074.02
2105.0=++
=?D X Y δ 故 定位误差为 k mm Y B D δ3
1
8.0<=?+?=? 由此定位方案能满足尺寸60mm 的要求。 4、确定加紧方案
参考夹具资料，采用M20固定手柄压紧螺钉压块在20φ侧面压紧 夹紧力公式：
a
Lf cf b F cf L F k F j ++++=
]
)([12 f --------工件与压块摩擦系数 K--------安全系数 1F 、2F -----作用力 K=0k 1k 2k 3k 4k 5k 6k =1.872 f =0.12 9109.01==X F N F 59832= b=0 a=0
故 192.114=j F
5、确定引导元件（钻套的类型及结构尺寸）
对20φ孔，为适应钻、铰选用快换钻套，主要尺寸由《机床夹具设计手册》GB/T2259-80,GB/T2265-80选取。
钻孔时钻套内径mm
0.041
0.02020++φ，外径mm 0.0210.00830++φ，衬套内径mm 0.0410.02030++φ，外径mm 0.0330.01742++φ。钻套外面至加工面的距离取8mm 。麻花钻选用锥柄麻
花钻00.033-19.5。
6、夹具精度分析与计算
有零件图可知，所设计夹具需保证的加工要求有mm 0.106020++。φ及其轴线
与底面的平行度允差0.05，及轴线与左右端面的端面跳动允差0.06。 1）、尺寸60mm 的精度校核 定位误差D ?，由前已计算D ?=0.8mm 定位元件之间的同轴度 01.0=?A mm 钻套与衬套间的最大配合间隙 mm T 033.01=? 麻花钻与钻套内孔的间隙 mm X 1.02= 钻套内外圆同轴度mm T 120.02=?
故 k T T x T A D δ3
2
8.023222
2
2122<=?+?++?+?+? 2）、mm 0.1
06020++。φ轴线对地面平行度0.05的精度校核
D ?=0.8mm ， 01.0=?A mm
衬套内外圆同轴度 mm T 012.01=? 钻套内外圆同轴度mm T 120.02=? 故 k T T A D δ3
2
8.0222122<=?+?+?+?
“工业机器人”设计大作业 作品题目：货物装卸机器人 专业：机械设计制造及其自动化 姓名：班级：学号： 姓名：班级：学号： 姓名：班级：学号： 指导教师：陈明
1 前言 货物装卸作业是指用一种设备握持工件，是指从一个加工位置移到另一个加工位置。货物装卸机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件货物装卸工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动。目前世界上使用的货物装卸机器人愈10 万台，被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛货物装卸、集装箱等的自动货物装卸。部分发达国家已制定出人工货物装卸的最大限度，超过限度的必须由货物装卸机器人来完成。装卸货物装卸是物流的功能要素之一，在物流系统中发生的频率很高 2 设计方案论证 本课题通过对货物装卸机器人工作对象及工作场所的分析研究，深入了解其工作是 如何进行，各部分零部件应该如何运行以及如何紧密配合，先确定其总体结构再对主要 零部件进行设计计算确定其尺寸大小以及确定电机型号。 2.1 基本思想 （1）设计要考虑要求和工作环境的限制。 （2）考虑到货物装卸货物时所需要精确度不是很高，为了简化结构，境地成本，采用 角铁焊接结构。 （3）为了满足设计要求，须设计三个独立的电机驱动系统，各部分之间通过计算 机控制、协调工作。 （4）本次设计只是该题目的机械部分，而对应控制部件的考虑较少。 3 仓库货物装卸机器人的设计计算 3.1 货物装载伸缩装置的设计 3.1.1 确定传动方案 我们所学的传动方式有以下几种：带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动和钢 丝绳传动等，一般地说，啮合传动传递功率的能力高于摩擦传动；蜗轮传动工作的发热 情况较为严重，因而传动的功率不宜过大；摩擦轮传动由于必须有足够的压紧力，故而 在传递同一圆周力时，其压轴力比齿轮传动的大几倍，因而不宜用于大功率传动。带传
河南机电高等专科学校《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称：多功能机械手 专业：机电一体化技术 班级：机电124班 扣号： 姓名：流星 2014 年 10 月 1 日
目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15) 一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展，各种电子产品和各种创新机械结构的出现，工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一
步提高，这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化，我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分，用pc编程实现对机械手的自动控制，利用限位开关来保护电机和控制机械手位置的准停。 这个课题可以充分的体现机电一体化的由程序自动控制机械结构的运动，对自己以前的所学的课程也是一种巩固。另一方面这个机械手可以实现一定的搬运功能具有很强的实用性能。 2、发展现状和趋势
工业机器人课程设计基于Matlab的工业机器人运动学和雅克比运动分析 班级： 学号 姓名：
目录 摘要 ..................................................................................................................................................... - 2 - PUMA560机器人简介 ...................................................................................................................... - 3 - 一、PUMA560机器人的正解 .......................................................................................................... - 4 - 1.1、确定D-H 坐标系 .................................................................................................................... - 4 - 1.2、确定各连杆D-H 参数和关节变量 ........................................................................................ - 4 - 1.3、求出两杆间的位姿矩阵 ......................................................................................................... - 4 - 1.4、求末杆的位姿矩阵 ................................................................................................................. - 5 - 1.5、M A TLAB 编程求解 .................................................................................................................. - 6 - 1.6、验证 ......................................................................................................................................... - 6 - 二、PUMA560机器人的逆解 .......................................................................................................... - 7 - 2.1、求1θ ........................................................................................................................................ - 7 - 2.2、求3θ ........................................................................................................................................ - 7 - 2.3、求2θ ........................................................................................................................................ - 8 - 2.4、求4θ ........................................................................................................................................ - 9 - 2.5、求5θ ........................................................................................................................................ - 9 - 2.6、求 6 θ ...................................................................................................................................... - 10 - 2.7、解的多重性 ........................................................................................................................... - 10 - 2.8、M A TLAB 编程求解 ................................................................................................................ - 10 - 2.9、对于机器人解的分析 ........................................................................................................... - 10 - 三、机器人的雅克比矩阵 ............................................................................................................... - 11 - 3.1、定义 ....................................................................................................................................... - 11 - 3.2、雅可比矩阵的求法 ............................................................................................................... - 11 - 3.3、微分变换法求机器人的雅可比矩阵 ................................................................................... - 12 - 3.4、矢量积法求机器人的雅克比矩阵 ....................................................................................... - 13 - 3.5、M A TLAB 编程求解 ................................................................................................................ - 14 - 附录 ................................................................................................................................................... - 15 - 1、M ATLAB 程序 ........................................................................................................................... - 15 - 2、三维图 ...................................................................................................................................... - 24 -
一、ISD模型 ISD(Instructional System Design)即教学系统设计，ISD模型即教学系统设计模型，它是以传播理论、学习理论、教学理论为基础，运用系统理论的观点和知识，分析教学中的问题和需求并从中找出最佳答案的一种理论和方法。 问题的提出从心理学角度看,教学是促进学习的有目的行为,它可能在学习过程中设计出来或是在学习前预先设计出来。为此,罗兰德(G o r d o n R o w l a n d)提出教学设计(instructional design)这个概念,即将学与教的原理转化为具体的教学材料与教学活动。具体来说,是用系统的方法对有效的教学计划、设计、创建、执行和评价。随着学习心理学和认识论与教学设计的整合,教学设计理论已经和现代教育技术、学习理论最新进展紧密地联系在一起。经过30多年的发展历程,教学设计理论得到了检验、修正和优化,并形成当今在教学系统设计领域盛行的迪克——凯瑞模型(Dick and Carey model)。最终形成并完善了集系统工程学、传播学、学习心理学与技术为一体的ISD理论与ADDIE模型[。该模型包括分析(Analysis),设计(Design),3]开发(Development),执行(Implementation)与评估(Evaluation)几个环节。教学设计理论已经在世界各国的教育教学改革中广泛应用。 操作步骤 模型示意图
二、HTP模型 HPT模型是以一种结构化（而不是线性的文字描述或列表）的形式，为提高人类绩效提供指南。绩效技术模型在于揭示工作环境的复杂性和所有要素之间的相互影响，从而为绩效技术从业人员说明如何在工作中提高绩效的操作步骤。绩效技术模型的构成要素：系统方法和绩效问题。 HPT模型的操作步骤包括以下五个方面 HPT模型的工作流程为
机器人课程设计报告范例
**学校 机器人课程设计名称 院系电子信息工程系 班级10电气3 姓名谢士强 学号107301336 指导教师宋佳
目录 第一章绪论 (2) 1.1课程设计任务背景 (2) 1.2课程设计的要求 (2) 第二章硬件设计 (3) 2.1 结构设计 (3) 2.2电机驱动 (4) 2.3 传感器 (5) 2.3.1光强传感器 (5) 2.3.2光强传感器原理 (6) 2.4硬件搭建 (7) 第三章软件设计 (8) 3.1 步态设计 (8) 3.1.1步态分析： (8) 3.1.2程序逻辑图： (9) 3.2 用NorthStar设计的程序 (10) 第四章总结 (12) 第五章参考文献 (13)
第一章绪论 1.1课程设计任务背景 机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成．这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统现在机器人普遍用于工业自动化领域，如汽车制造，医疗领域，如远程协助机器人，微纳米机器人，军事领域，如单兵机器人，拆弹机器人，小型侦查机器人（也属于无人机吧），美国大狗这样的多用途负重机器人，科研勘探领域，如水下勘探机器人，地震废墟等的用于搜查的机器人，煤矿利用的机器人。如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽。由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现；纵向上，机器人的种类会越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为一个新方向，可以小到像一个米粒般大小；机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明 1.2课程设计的要求 设计一个机器人系统，该机器人可以是轮式、足式、车型、人型，也可 以是仿其他生物的，但该机器人应具备的基本功能为：能够灵活行进，能感知光源、转向光源并跟踪光源；另外还应具备一项其他功能，该功能可自选（如亮灯、按钮启动、红外接近停止等）。 具体要求如下： 1、根据功能要求进行机械构型设计，并用实训套件搭建实物。 2、基于实训套件选定满足功能要求的传感器； 3、设计追光策略及运动步态； 4、用NorthStar设计完整的机器人追光程序；
TRIZ创新方法课程设计报告创新案例——自动吸尘器
1.1TRIZ概述 TRIZ就是“发明问题解决理论”的俄语缩写，是由前苏联发明家阿奇舒勒在1946年创立的，因而阿奇舒勒被尊称为TRIZ理论之父。TRIZ理论被公认为是使人聪明的理论。 TRIZ有9大组成部分，核心是技术进化原理。按这一原理，技术系统一直处于进化之中，解决矛盾是其进化的推动力。TRIZ理论也可大致分为3个组成部分：TRIZ的理论基础、分析工具和知识数据库。其中，TRIZ的理论基础对于产品的创新具有重要的指导作用；分析工具是TRIZ用来解决矛盾的具体方法或模式，它们使TRIZ理论能够得以在实际中应用，其中包括矛盾矩阵、物-场分析、ARIZ发明问题解决算法等；而知识数据库则是TRIZ理论解决矛盾的精髓，其中包括矛盾矩阵(39个工程参数和40条发明原理)、76个标准解决方法等等。 学习、研究、应用、推广TRIZ理论可以大大缩短发明创造的进程，提升产品的创新水平。经过半个多世纪的发展，尤其是进入21世纪，TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的理论和方法体系。 1.2问题领域以及现状 优雅完美的居室，必须悉心打理，才可保持舒适整洁，有条不紊。吸尘器理想的设计与卓越的科技，令家居清洁工作倍添轻松、快捷，并满足您对每一项清洁要求。它以先进的吸尘鸽、多用途的附件、超强劲的吸力，吸尽每一角落的尘埃，清理难接触的墙角落、天花板、沙发底下到橱柜之间的缝隙，无微不至，令全屋显得干净无暇。在当今科学技术飞速发展的形式下，人们对生活有了更新的追求。随着我国城市化的加剧，人们生活节奏的加快，因此，越来越多的新产品进入到人们的日常生活，取代了越来越多的人力劳动。吸尘器将要成为我国每一个家庭的必需品，它给许多忙碌的人们带来了无穷的便利。吸尘器是一种利用风机和电动机的装置清除室内灰尘的一种家用电器。长期以来，吸尘器都跳不出需要人为管理和充电的使用模式，所以要找准设计定位，自主创新，运用TRIZ(Theory of lnventive Problem solving)理论指导吸尘器的创新设计，设计出符合消费者需求并具有市场竞争力的吸尘器产品。 2.1初始问题情境描述 对于大部分消费者来说，功能多样、自动吸尘、自动获取能量、无需管理、造型简约、美观、具有装饰效果的吸尘器比较容易受到消费者的亲睐。功能多样、造型简约、美观、具有装饰效果比较容易做到，问题是如何做到自动吸尘、自动获取能量、无需管理。因此可以推出概念化如机器人一样获取太阳能或电磁场能周期性自动吸尘器。
《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称：多功能机械手 专业：机电一体化技术 班级：机电124班 2014 年10 月1 日
目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15)
一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展，各种电子产品和各种创新机械结构的出现，工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一步提高，这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化，我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分，用pc编程实现对机械手的自动控制，
机器人课程设计报 告
智能机器人课程设计 总结报告 姓名： 组员： 指导老师: 时间:
一、课程设计设计目的 了解机器人技术的基本知识以及有关电工电子学、单片机、机械设计、传感器等相关技术。初步掌握机器人的运动学原理、基于智能机器人的控制理论，并应用于实践。经过学习，具体掌握智能机器人的控制技术，并使机器人能独立执行一定的任务。 基本要求：要求设计一个能走迷宫(迷宫为立体迷宫)的机器人。要求设计机器人的行走机构，控制系统、传感器类型的选择及排列布局。要有走迷宫的策略（软件流程图）。对于走迷宫小车控制系统设计主要有几个方面：控制电路设计，传感器选择以及安放位置设计，程序设计 二、总体方案 2.1 机器人的寻路算法选择 将迷宫看成一个m*n的网络，机器人经过传感器反馈的信息感知迷宫的形状，并将各个节点的与周围节点的联通性信息存储于存储器中，再根据已经构建好的地图搜索离开迷宫的路径。这里可选择回溯算法。对每个网格从左到右，每个网格具有4个方向，分别定义。并规定机器人行进过程中不停探测前方是否有障碍物，同时探测时按左侧规则，进入新网格后优先探测当前方向的左侧方向。探测过程中记录每个网格的四个方向上的状态：通路、不通或未知，探测得到不同状态后记记录，同时记录当前网
格的四个方向是否已被探测过。若某网格四个方向全部探测过则利用标志位表示该网格已访问。为了寻找到从起点到终点的最佳路径，记录当前网格在四个方向上的邻接网格序号，由此最后可在机器人已探测过的网格中利用Dijkstra算法找到最佳路径。并为计算方便，记录网格所在迷宫中行号、列号。并机器人探索过程中设置一个回溯网格栈记录机器人经过的迷宫网格序号及方向，此方向是从一个迷宫网格到下一个迷宫网格经过的方向。设置一个方向队列记录机器人在某网格内探测方向的顺序。设置一个回溯路径数组记录需要回溯时从回溯起点到回溯终点的迷宫网格序号及方向。 考虑到迷宫比较简单，且主要为纵横方向的直线，可采用让小车在路口始终左转或者始终右转的方法走迷宫，也就是让小车沿迷宫的边沿走。这样最终也能走出迷宫。本次课程设计采用此方法。即控制策略为机器人左侧有缺口时，向左进入缺口，当机器人前方有障碍是，向右旋转180°，其余情况保持前进。 2.2 传感器的选择 由于需要检测机器人左侧和前方是否有通路，采用红外传感器对机器人行进方向和左侧进行感知。红外避障传感器是依据红外线的反射来工作的。当遇到障碍物时，发出的红外线被反射面反射回来，被传感器接收到，信号输出引脚就会给出低电平提示信号。本机器人系统的红外避障信号采用直接检测的方式进行，直接读取引脚电平。传感器感应障碍物的距离阈值能够经过调节
沈阳工程学院 课程设计 设计题目：三自由度微型直角坐标工业机器人模型设计 系别自控系班级测本081 学生姓名步勇捷学号 2008310110 指导教师祝尚臻职称讲师 起止日期：2012年 1 月 2 日起——至 2012 年 1 月13 日止 - I -
沈阳工程学院 课程设计任务书 课程设计题目：三自由度直角坐标工业机器人设计 系别自动控制工程系班级 学生姓名学号 指导教师职称讲师 课程设计进行地点： F430 任务下达时间： 2011年 12月31日 起止日期：2012 年 1 月2日起——至 2012 年 1 月13日止教研室主任年月日批准 - II -
三自由度直角坐标工业机器人设计 1 设计主要内容及要求 1.1 设计目的： 1了解工业机器人技术的基本知识以及单片机、机械设计、传感器等相关技术。 2初步掌握工业机器人的运动学原理、传动机构、驱动系统及控制系统并应用于工业机器人的设计中。3通过学习，掌握工业机器人的驱动机构、控制技术，并使机器人能独立执行一定的任务。 1.2 基本要求 1要求设计一个微型的三自由度的直角坐标工业机器人； 2要求设计机器人的机械机构（示意图），传动机构、控制系统、及必需的内外部传感器的种类和数量布局。 3要有控制系统硬件设计电路。 1.3 发挥部分 自由发挥 2 设计过程及论文的基本要求： 2.1 设计过程的基本要求 （1）基本部分必须完成，发挥部分可任选； （2）符合设计要求的报告一份，其中包括总体设计框图、电路原理图各一份； （3）设计过程的资料保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。 2.2 课程设计论文的基本要求 （1）参照毕业设计论文规范打印，包括附录中的图纸。项目齐全、不许涂改，不少于3000字。图纸为A4，所有插图不允许复印。 （2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及相应的详细的功能分析和重要的参数计算、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（总体设计框图与电路原理图）。 3 时间进度安排 顺序阶段日期计划完成内容备注 1 2012.1. 2 讲解主要设计内容，布置任务打分 2 2012.1. 3 检查框图及初步原理图完成情况，讲解及纠正错误打分 3 2012.1. 4 检查机械结构设计并指出错误及纠正；打分 4 2012.1. 5 继续机械机构和传动机构设计打分 5 2012.1. 6 进行控制系统设计打分 6 2012.1.9 检查控制系统原理图设计草图打分 7 2012.1.10 完善并确定控制系统打分 8 2012.1.11 指导学生进行驱动机构的选择打分 9 2012.1.12 进行传感器的选择和软件流程设计打分 10 2012.1.13 检查任务完成情况并答辩打分 - III -
河南机电高等专科学校 《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称：多功能机械手 专业：机电一体化技术 班级：机电124班 扣号：1534542251 姓名：流星 2014 年10 月1 日
目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15)
一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展，各种电子产品和各种创新机械结构的出现，工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一步提高，这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化，我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分，用pc编程实现对机械手的自动控制，
房屋建筑学课程设计教学模式的优化与创 新 摘要：改革开放几十年来，随着国民经济的飞速增长，我国的城市建设已日新月异。作为培养建筑专业人才的专业学校，土木工程是其中重点专业之一，房屋建筑学课程设计又是土木工程各专业中非常重要的基础课程，这是一门实践性很强的课程，在学习的过程中可以培养发散性思维，因此研究房屋建筑学课程设计教学模式的优化和创新是非常有必要的，本文围绕这个主题进行了粗浅的探讨。 关键词：房屋建筑学；课程设计；教学模式；优化与创新 【中图分类号】TU-4 前言： 大力发展教育事业一直是我国的重大国策，只有发展好了教育，才有源源不断的人才来支援国家的建设，土木工程专业是建筑类专业学校非常重要的基础专业之一，为我国培养了大量从事土木工作的人才，虽然取得了一些成就，但是在教学模式上还是存在着一些不足，实际教学中仍多采用老师教学生被动接受的传统模式，这就在一定程度上限制了学生的发散性思维，因此很有必要在房屋建筑学课程设计上
进行一些改革和创新。 1.在课程设计中要以学生为主体 现阶段我国高度重视教育体制的改革，提倡使用现代化、科学的教育体制来教导学生，在新的体制下，学生的主体地位应该得到重视，所有的工作都应该以学生为中心来展开，因此各个学校当前的目标就是如何更加了解学生、如何更好地激发出学生的潜力，围绕这些目的进行了大量的探讨，因此，建筑学校要致力于构建以学生为主体的房屋建筑学课程设计。在这个过程中，最主要的是学校领导和授课教师必须要抛弃以老师为主体的旧模式，深刻地认同把学生作为主体的这一新的教学理念，在进行房屋建筑学课程设计时把学生这个主体因素充分考虑，这样才能在课程设计时更有针对性，课程设计的效果才更好。其次，授课教师一定要在课程设计时注意理论联系实际，一定要把学生为主体这个教育理念运用到平时的教学活动中，所有的教育教学活动都要以服务学生为最终的目标，在这个目标下制定相关的教学计划和方案，从而更好地激发出学生的潜能。 2.重视房屋建筑学课程设计案例的多样化，老师要起到引导的作用 教学案例是相关教学内容的生动展现，教学案例选择的是否成功，与最终的教学质量优劣密切相关。所有教学案例的选择应该注意科学性、合理性，与教学内容的匹配性，
**学校 机器人课程设计名称 院系电子信息工程系 班级10电气3 姓名谢士强 学号107301336 指导教师宋佳
目录 第一章绪论 (2) 1.1课程设计任务背景 (2) 1.2课程设计的要求 (2) 第二章硬件设计 (3) 2.1 结构设计 (3) 2.2电机驱动 (4) 2.3 传感器 (5) 2.3.1光强传感器 (5) 2.3.2光强传感器原理 (6) 2.4硬件搭建 (7) 第三章软件设计 (8) 3.1 步态设计 (8) 3.1.1步态分析： (8) 3.1.2程序逻辑图： (9) 3.2 用NorthStar设计的程序 (9) 第四章总结 (11) 第五章参考文献 (12)
第一章绪论 1.1课程设计任务背景 机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成．这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统现在机器人普遍用于工业自动化领域，如汽车制造，医疗领域，如远程协助机器人，微纳米机器人，军事领域，如单兵机器人，拆弹机器人，小型侦查机器人（也属于无人机吧），美国大狗这样的多用途负重机器人，科研勘探领域，如水下勘探机器人，地震废墟等的用于搜查的机器人，煤矿利用的机器人。如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽。由95% 的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现；纵向上，机器人的种类会越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为一个新方向，可以小到像一个米粒般大小；机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明 1.2课程设计的要求 设计一个机器人系统，该机器人可以是轮式、足式、车型、人型，也可以是仿其他生物的，但该机器人应具备的基本功能为：能够灵活行进，能感知光源、转向光源并跟踪光源；另外还应具备一项其他功能，该功能可自选（如亮灯、按钮启动、红外接近停止等）。 具体要求如下： 1、根据功能要求进行机械构型设计，并用实训套件搭建实物。 2、基于实训套件选定满足功能要求的传感器； 3、设计追光策略及运动步态； 4、用NorthStar设计完整的机器人追光程序； 5、调试； 6、完成课程设计说明书，内容：方案设计、硬件搭建过程（附照片）、控制 算法流程、程序编写、调试结果、心得体会。
1、课题背景及研究的目的和意义 1.1课题背景 扫地机器人是服务机器人的一种，可以代替人进行清扫房间、车间、墙壁等。提出一种应用于室内的移动清洁机器人的设计方案。其具有实用价值。室内清洁机器人的主要任务是能够代替人进行清扫工作，因此需要有一定的智能。清洁机器人应该具备以下能力：能够自我导航，检测出墙壁，房间内的障碍物并且能够避开；能够走遍房间的大部分空间，可以检测出电池的电量并且能够自主返回充电，同时要求外形比较紧凑，运行稳定，噪音小；要具有人性化的接口，便于操作和控制。结合扫地机器人主要功能探讨其控制系统的硬件设计。 1.2研究目的和意义 国家农业智能装备工程技术研究中心邱权博士介绍说，扫地机器人可以看作是一种智能吸尘器，通过其基于传感器检测的智能运动规划算法使原本由人操作的吸尘器成为一个可自主运行的智能化设备。它通过各种传感器，比如碰撞开关、红外接近开关、超声传感器、摄像头等，来感知自身的位置和状态，通过智能算法决定当前的任务状态。它可以根据某个传感器检验地面清洁程度，根据历史信息确定哪些区域已经打扫过，它的充电座会发出红外线信息，在电量低于一定值后，它开始寻找红外信息来自动充电。防跌落是基于机器人底部所安装的红外传感器检测地面的距离，当距离发生变化时机器人将停止并改变路线。由于扫
地机器人是一个智能化产品， 1.3工作原理 扫地机器人机身为可移动装置，机器人依托红外识别以及超声波测距从而避障，配合芯片控制内部电机转动以及内部真空环境吸尘，通过路线设计，在室内自由行走，由中央主刷旋转清扫，并且辅以边刷，沿直线或者之字形活动路径打扫。 2、设计要求与内容 1）以 AT89S52系列单片机为核心设计移动清扫机器人电机驱动与控制电路，采用红外传感器和超声波传感器完成障碍物检测电路设计，完成充电站检测电路设计，完成避障算法与路径规划算法设计。 2）按键选择清扫模式和充电模式。 3）显示方式LED 显示当前时间和机器人当前工作状态。 3、系统方案设计 3.1设计任务 1）利用AT89S52处理器编程实现电机驱动。 2）液晶显示扫地机器人的内部参数。 3）当扫地机器人显示电量不足时，无线模块发送命令到充电桩，开始进行充电模式，此时红外发射光线充电桩与扫地机器人充电接口对接，此
机器人课程设计说明书 指导教师： 院系： 班级：
： 学号：
一、课程设计的容 1、目的和意义 机器人涉及机械、电子、传感、控制等多个领域和学科。本课程设计是在《机器人学》课程的基础上，利用多传感技术、控制技术实现机器人控制系统的综合与应用，达到锻炼学生综合设计能力的目的。让我们把理论与实践结合起来，掌握更多技能。 2、设计容 （一）、机器人硬件 本课程设计使用实验室已有的移动机器人。机器人有两个驱动轮、一个从动轮，驱动轮由舵机直接驱动。机器人控制器为89S52单片机。机器人结构图如图1所示。 图1 机器人结构简图
（二）、设计任务 利用多传感器技术，实现对机器人的轨迹规划及控制。具体为：控制机器人在规定的场地避开障碍物走遍整个场地。 二C51单片机编程环境与机器人智能 1、单片机与C51系列单片机 （一）、单片机 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。 （二）、C51系列单片机 MCS51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称。这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751等，其中8051是最典型的产品，该系列单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的。 本课程设计所用的AT89S52单片机是在此基础上改进而来的。AT89S52是一种高性能、低功耗的8位单片机，含8k字节ISP可反复擦写1000次的FLASH只读程序存储器，兼容标准MCS51指令系统及其引脚结
课程设计说明书 课程名称:创新建筑模型制作开放实验 课程代码: 8501671 题目:田园别墅 学院(直属系) :建筑与土木工程学院 年级/专业/班:2008级建筑工程2班 学生姓名:何林 学号: 312008********* 指导教师:郑树奎老师 开题时间: 2010 年 6 月 28 日 完成时间: 2010 年 7 月 2 日
目录 1．摘要 (2) 2．引言 (3) 3．任务与分析 (4) 4. 正文………………………………………………………………………………………5-10 5.结论 (11) 6.致谢 (12) 7.参考文献 (13)
摘要 本模型以简约为主，简约而不简单。通过各个景物的相互映衬，体现出平凡中的不平凡，各个景物的安排都是设计的独具匠心的体现。贴近自然是本模型的另一个特点，来源于自然更融合于自然，让居住者心旷神怡。在追求自然、环保、经济、实用，节能等方面的基础上追求在室内环境上给人一种新颖的特色美，较强的亲切氛围。 关键词：简约，自然
引言 建筑模型设计是一种认知过程，是对室内设计学的原理、法则的具体应用，学生只有努力提高自己的素质，才会有创新。设计作品应给人以高雅、不落俗套的感觉，对于设计的基本原理、法则的把握应恰到好处，在实践中不断积累经验，不断探索刻意求新，从而掌握规律，总结经验，提高审美水平，开阔视野。为了增加我们对建筑模型设计的认识，提高我们的实际操作能力，故我们做了此次建筑设计及的模型，简约和自然是我们的设计理念，住宅不是艺术品，它首先是人们赖以栖身的地方，因此应以实用和舒适为第一目标。人每天都要在自己的住宅里活动、生活，装修的根本目的是为人创造一个舒适的生活空间，让人一进入住宅就有家的感觉。有家的感觉似乎是很平常很一般的要求，但也恰恰是最基本最重要的要求。
智能机器人课程设计报告[资料] 天津师范大学 计算机与信息工程学院 课程设计报告 课程名称: 机器人设计 设计题目: 专业: 信息工程 班级: 08(1)班 组别: 学生姓名: 吴雪萍学号: 08509205 起止日期: 2011年3月1日 ~ 2011年 7月1日 指导教师: 刘岩恺梁景莲 同组人员: 课程设计题目机器人设计实验 姓名吴雪萍学号 08509205 班级 08信息(1)班 班级专业信息工程 组别组长组员 指导教师刘岩恺梁景莲 课程 设计设计家庭组机器人和机器人行走目的 课程 设计Vc++ 环境
课程 设计 任务用C++语言设计一个颜色识别的程序和一个机器人行走程序 和要 求 课程设计内容描述: 1(绪论 通过学习机器人设计2课程～学会了家庭组机器人和足球机器人的一些理论知识。了解了机器人方向识别～动手调试了全景摄像头和前置摄像头～设置了场地、球门、白线、足球等的颜色数值。 2. 颜色识别的产生 结合梁老师给的人脸识别程序～通过改变人脸模型建立颜色识别程序。 3. 平台的选择及搭建 根据刘老师给的参考资料～首先安装了DirectX9.0 SDK和Visual C++软件～然后一步步的按照老师所给的步骤～先建立基本界面～接着编制串口通讯控制机器人 的程序～读取距离传感器信息等～最后得出了机器人行走程序如下。 课程设计源程序: 机器人行走 // VoyTestDlg.cpp : implementation file // #include "stdafx.h" #include "VoyTest.h" #include "VoyTestDlg.h" #ifdef _DEBUG