燕山大学智能车机械臂设计

1 绪论随着经济的快速发展，家用轿车已经越来越多地为家庭所拥有，据统计，2007年底，我国私人汽车拥有量已超过1500万辆，与此同时，与汽车相关的需求也在激增，比如洗车设备。

轿车每次用都会在表面积一层灰尘，不仅影响美观，还会对车漆造成伤害，因此对轿车表面的清洁工作很重要。

通常，较少进行日常简单清洁的轿车每周要洗一到两次，每次洗车的费用在15元左右（不含上光打蜡）。

轿车日常的简单清洁大多由车主人工完成，费时费力，因此有必要设计一种能够代替人进行轿车的日常清洁工作的服务型机器人操作臂。

现在通常使用的洗车设备和方法主要包括以下几种：1．高压水枪洗车:高压水枪洗车是先用高压水枪喷洒水雾润湿车身，再用高压射流清洗车身然后用清洗液清洗，最后用高压射流清洗干净，用麂皮将水吸干。

高压水枪清洗速度快、效果好；但高压水枪压力大，容易对车漆造成损害:高压水柱的喷淋会改变空调冷凝器散热的方向，导致空调制冷失灵；会直接导致车灯胶条密封不良，影响车灯的正常工作，产生危险；会使密封不是很严的汽车侧门玻璃进水，锈蚀金属件，造成电线短路；劣质洗涤灵会降低车漆的亮度；洗后用毛巾多次擦拭会使车身增加划痕。

2．蒸汽洗车：蒸汽洗车是将水加热成蒸汽后，用蒸汽来消洗汽车。

其具有节水、节能的特点。

但由于设备质量问题，存在安全性不高，极易产生污水造成污染，洗车效果和效率差的缺点。

3．无水洗车：无水洗车是先用掸子掸去车身表面浮土，再用无水洗车液进行汽车清洗的一种新型环保洗车方式。

它具有节约水资源，绿色环保等优点，受到政府的扶持，但是，对于较脏车辆以及汽车底盘等部位，无水洗车不能满足要求，因此它并不能完全替代有水洗车。

4．无刷毛自动洗车机：采用高速水刀喷出的高压力水雾从上往下清洗汽车，灰尘冲掉后，自动泡沫喷头喷淋，然后用高压清水进行清洗。

它有清洗速度快，效果好，不损伤车漆的优点，但存在水耗大，设备投资和运行费用高昂的缺点。

5．全自动电脑洗车机：电脑洗车机是利用电脑控制毛刷和高压水枪来清洗汽车的一种设备。

机械臂课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械臂的基本结构、原理及功能，了解其在工业生产中的应用；2. 使学生了解机械臂的运动学及动力学基础知识，能够分析机械臂的运动特性；3. 帮助学生了解机械臂的控制原理，掌握基本的编程方法。

技能目标：1. 培养学生运用机械臂进行简单任务操作的能力，提高动手实践能力；2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，提高创新意识和团队协作能力；3. 提高学生对机械臂编程与控制技能的掌握，具备一定的实际操作经验。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械臂技术及自动化领域的兴趣，培养探索精神和科学态度；2. 培养学生关注社会发展，认识到机械臂在现实生活中的应用价值；3. 引导学生树立正确的价值观，认识到科技发展对社会进步的重要作用。

课程性质分析：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，培养学生对机械臂的全面认识。

学生特点分析：学生具备一定的物理知识和数学基础，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践。

教学要求：1. 注重理论知识与实践操作的相结合，提高学生的综合能力；2. 创设情境，引导学生主动探索，激发学习兴趣；3. 关注学生个体差异，因材施教，提高教学质量。

二、教学内容1. 机械臂的基本结构：介绍机械臂的组成部分，如基座、关节、连杆、末端执行器等，结合教材相关章节，分析各部分功能及相互关系。

2. 机械臂的运动学原理：讲解机械臂的运动学基础知识，包括正运动学、逆运动学以及运动轨迹规划，结合教材实例进行分析。

3. 机械臂的动力学原理：介绍机械臂的动力学基础知识，如牛顿-欧拉方程、拉格朗日方程等，分析机械臂在不同工况下的动力学特性。

4. 机械臂的控制原理：讲解机械臂的控制方法，包括开环控制、闭环控制以及PID控制等，结合教材相关章节，分析各控制方法的优缺点。

5. 机械臂编程与操作：学习机械臂的编程语言及编程方法，如示教编程、离线编程等，组织学生进行实际操作，提高动手能力。

燕山大学机械设计课程设计(总28页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--燕山大学机械设计课程设计说明书题目：二级展开式圆柱齿轮减速器学院（系）：机械工程学院年级专业：班学号：学生姓名：指导教师：***教师职称：22目录设计任务书 (3)传动方案的拟订及说明 (3)电动机的选择 (4)计算传动装置的运动和动力参数 (5)传动件的设计计算 (6)轴的设计计算 (15)滚动轴承的选择及计算（输出轴） (23)键联接的选择及校核计算 (24)联轴器的选择 (25)减速器附件的选择 (25)润滑与密封 (25)设计小结 (25)参考文献 (26)33一、设计题目：带式运输机的传动装置1 、带式运输机的工作原理（二级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图）2、工作情况：已知条件1)工作条件：二班制，连续单向运转，载荷微振，室外工作；2)使用年限；4年；3)动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V；4)运输带速度容许误差：±5%；5)制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。

3、原始数据44注：运输带与卷筒之间卷筒轴承的摩擦影响已经在F中考虑。

556677'17.70217.641001000.3517.702i i i i --=⨯=⨯=<5 在允许误差范围内。

）各轴转速（轴号见图一）1121940min9404.90154.35m n n n n i n ====1.37d P P =88991010满足弯曲强度，所选参数合适。

五、轴的设计计算 输出轴设计1、求输出轴上的功率3P 、转速3n 和转矩3T3 1.24P kw = 353.8/min n r = 33220.110T N mm =⨯• 2、求作用在齿轮上的力已知圆柱斜齿轮的分度圆半径2235.34d mm =33222201001870.5235.34tan tan 201870704.5cos cos14506tan 1870.5tan14506495.3t n r t a t T F Nd F F N F F N αββ⨯===︒==⨯='''︒'''==⨯︒=3、初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。

机器人技术讨论课汇报机械臂的加工方法，指标及成本小组成员：指导老师：李艳文完成时间：2015年10月8日前言 (4)一、机械加工方法 (4)1.1平面加工 (4)1.2外圆表面 (4)1.3内圆表面加工 (5)1.4螺纹加工 (5)二、换刀机械手 (6)2.1工艺分析 (6)三、叉臂 (7)3.1 叉臂的加工工艺 (7)四、总结 (8)前言工业机器人是高科技、高精度产品，其控制系统和传感系统要求准确度高，因此，对机加工工艺水平和检测水平提出了更高的要求。

在工业自动化高速发展的今天,工业机械臂越来越多的代替人工,出现在生产线上。

对于不同的工作要求,机器人的手臂会被要求有不同的工作精度。

若要生产工业机械臂,同时考虑制造成本,这就不得不考虑其精度设计问题。

一、机械加工方法1.1平面加工1. 刨削：定义：最常用的方法。

是用刨刀对工件作相对直线往复运动的切削加工方法。

可在牛头刨床及龙门刨床进行。

属于半精加工。

用于单件小批量生产。

刨床工艺范围：刨削平面（水平面、垂直面、斜面等）和沟槽（直槽、T形槽、V形槽，燕尾槽等）2. 铣削：定义：由铣刀旋转做主运动，由工件作进给运动的切削加工方法。

铣削加工做回转运动。

铣削范围：水平面、垂直面、斜面、燕尾槽、键槽等。

升降台卧式铣床、立式铣床、龙门铣床。

加工特点：产率高。

散热好。

范围广。

半精加工、成本高。

3. 磨削：定义：在平面磨床上进行。

一般作为铣削和刨削后的精加工工序。

是中小型工件的高精度平面及淬火钢件平面加工常用的加工方法。

方式：周边磨削，用砂轮周边进行磨削。

端面磨削，用砂轮端面进行磨削，适于轴承端面加工及中小型零件的平面加工，成批生产。

加工精度稍低。

1.2外圆表面车外圆表面：1.粗车目的：迅速切除毛坯的硬皮和大部分加工余量，消除毛坯制造的形状及位置误差，为后续加工做好准备。

Ra=50-12.5um.2.半精车目的：为零件的精加工做准备，也可以作为要求不高的外圆表面的最终加工工序。

专业综合应用与工程能力实践训练课程设计说明书机械手臂搬运加工流程控制系统设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：马永奎指导教师：董海兵职称讲师专业：自动化班级：自本1003 班完成时间：2013年12月19日摘要PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它使用可编程序的存储器来存储指令，实现逻辑运算、顺序运算、计数、计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。

，PLC可以灵活而方便地应用于生产实践，在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术。

组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。

具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。

在这次为期一周的课设中，我利用三菱FX1S系列单片机设计了四层电梯自动控制程序并且进行了仿真实验，利用组态王软件设计了机械手臂搬运加工流程控制的控制人机界面，配合组态王的编程语言实现了组态王的仿真运行。

同时接触并学习了变频器的一些知识。

关键字：PLC；组态王；机械手臂AbstractPLC is an electronic device designed for applications in the industrial design environment for digital operation. It uses programmable memory to store instructions, realize the function of logical, sequential operation, counting,counting and arithmetic operations, is used to control all kinds of machinery or production process. , PLC can be flexibly and conveniently applied toproduction practice, in the modern industrial automation control is an advanced control technology is the most worthy of attention.Developing monitoring system software, is a new automatic control system of industrial, integrated system with standard industrial computer soft, hardwareplatform to replace the traditional closed systems. Has strong adaptability,good openness, easy to expand, economy, short development cycle.elevator automatic control program and the simulation experiments,the mechanical arm handling process control man-machine interface designby using the configuration software Kingview, with programming language to realize the simulation running kingview. At the same time contact and learn some knowledge of frequency converter.Keywords: PLC; Kingview; mechanical arm目录1 PLC相关知识 (3)1.1基本结构 (3)1.2工作原理 (4)1.3 功能特点 (5)1.4 应用领域 (5)2 四层电梯的设计 (7)2.1 四层电梯控制要求 (7)2.2 自动电梯相关知识 (8)2.3 输入输出分配表 (8)2.4 程序流程及功能实现 (9)2.5 总梯形图 (12)3 机械手臂搬运加工流程控制 (17)3.1 组态王简介 (17)3.2组态王实现步骤 (17)3.3 控制要求 (18)3.4 机械手臂搬运加工流程控制的实现 (19)3、5 组态王仿真结果 (20)3.6 画面命令语言 (24)4 变频器相关知识 (30)4.1 变频器的定义 (30)4.2 变频器的工作原理 (30)4.3 变频器的控制方式 (31)4.4 工作范围 (33)总结 (34)参考文献 (35)1 PLC相关知识可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

燕山大学课程设计说明书题目：双轮自平衡小车机器人系统设计与制作学院（系）：机械工程学院年级专业：12级机械电子工程组号：3学生：指导教师：史艳国建涛艳文史小华庆玲唐艳华富娟晓飞正操胡浩波日期：2015.11燕山大学课程设计（论文）任务书摘要两轮自平衡小车是一种非线性、多变量、强耦合、参数不确定的复杂系统，他体积小、结构简单、运动灵活，适合在狭小空间工作，是检验各种控制方法的一个理想装置，受到广大研究人员的重视，成为具有挑战性的课题之一。

两轮自平衡小车系统是一种两轮左右并行布置的系统。

像传统的倒立一样，其工作原理是依靠倾角传感器所检测的位姿和状态变化率结合控制算法来维持自身平衡。

本设计通过对倒立摆进行动力学建模，类比得到小车平衡的条件。

从加速度计和陀螺仪传感器得出的角度。

运用卡尔曼滤波优化，补偿陀螺仪的漂移误差和加速度计的动态误差，得到更优的倾角近似值。

通过光电编码器分别得到车子的线速度和转向角速度，对速度进行PI控制。

根据PID控制调节参数，实现两轮直立行走。

通过调节左右两轮的差速实现小车的转向。

制作完成后，小车实现了在无线蓝牙通讯下前进、后退、和左右转向的基本动作。

此外小车能在正常条件下达到自主平衡状态。

并且在适量干扰下，小车能够自主调整并迅速恢复稳定状态。

关键词：自平衡陀螺仪控制调试前言移动机器人是机器人学的一个重要分支，对于移动机器人的研究，包括轮式、腿式、履带式以及水下式机器人等，可以追溯到20世纪60年代。

移动机器人得到快速发展有两方面原因：一是其应用围越来越广泛；二是相关领域如计算、传感、控制及执行等技术的快速发展。

移动机器人尚有不少技术问题有待解决，因此近几年对移动机器人的研究相当活跃。

近年来，随着移动机器人研究不断深入、应用领域更加广泛，所面临的环境和任务也越来越复杂。

机器人经常会遇到一些比较狭窄，而且有很多大转角的工作场合，如何在这样比较复杂的环境中灵活快捷的执行任务，成为人们颇为关心的一个问题。

机械手臂摘要：随着生产力的发展和人们对生产质量要求的提高，对机械手臂的要求也在随之提高，生产线上的任务也就随之加重。

为了减轻工作人员的工作强度，提高生产的效率，并且保证制作的精度，对于机械手进行合理的设计。

它可以根据使用场景，来选择不同形式的机械手臂来进行使用，从而达到更加便捷的使用。

在设计的过程中，对其结构和运动原理进行了分析，对传动部件和驱动方式进行了设计，从而使其广泛的应用于各种场景。

关键词：机械手臂；结构；运动原理；传动部件；传动方式0引言自改革开放以来，我国的机械行业飞速发展，与此同时，机械手臂的出现，使得人们在大规模劳动生产中变得更加的便捷，成为了如今在生产线上不可或缺的一种设备。

机械手臂他提高了生产自动化的效率，降低了大量的劳动成本和原料等各种成本，避免了人工劳动导致的危险性，降低了危险系数，通过使用机械手臂，也使得在生产效率上得到了很大的提升，在产品合格率上也取到了很大的进步。

机械手臂的组成是一个不太复杂的结构，在对机械手臂的不断研究下，了解了机械手臂的结构组成和运动原理，现在要不断加强其智能型，稳定性，准确性以及适应性，从而满足不断提高的现代化生产的需求。

根据调查显示，机械臂在生活中的应用非常广泛。

在物流中，机械手臂主要用来货物的搬运和装载，完成货物的分门别类；在医疗领域中，机械手臂可以用来完成帮助医生去完成手术和患者监测，提高医生完成微创手术的成功率和安全性；在制作业中，机械手臂在各种流水线和生产线中发挥着很大的作用，它可以对物品进行各种加工和处理，利用机械手臂，可以提高生产的效率和产品的合格率，减少了人工成本，提高了产品的精度。

不只是这样，机械手臂在其他行业和领域中也发挥着不同寻常的作用，而随着科技的不断进步，机械手臂也会得到提升，从而机械手臂在各行业的前景将会变得越来越广阔,应用也会变得越来越普遍。

所以在本文中，重点研究了机械手臂的结构和运动原理，在对机械手臂的升级与应用提供了很大的帮助。

目录摘要 (2)前言 (3)1. 整体设计方案 (4)2. 各模块方案论证 (5)3. 机械臂的软件设计 (13)4. 系统软件设计 (20)5. 市场分析 (21)6. 成本分析 (26)7. 项目心得 (27)8. 参考文献 (27)9. 附录 (29)1摘要本文主要对智能车整体设计思路、硬件与软件设计及车模的装配调试过程作简要的说明。

该智能车能通过直线运动，车体回转，寻迹，避障，手抓张合及协同作业等功能，来实现对目标苹果的搜寻、抓取及采摘运动。

本系统以单片机为核心控制模块，充分利用了无线通信模块、液晶显示模块，黑白循迹模块、红外避障模块、电源模块、串口通信模块、A/D转换模块、电机驱动模块。

通过实践操作与程序调试，实现自动往返小车设计。

综合运用单片机技术、自动控制理论、检测技术等。

使小车能在无人操作情况下，借助传感器识别路面及周围环境，由单片机控制行进，实现初步的无人控制。

单片机具有体积小、重量轻、耗电少、功能强、控制灵活方便且价格低廉等优点。

智能小车采用单片机为控制器核心，其集成度高、体积小、抗干扰能力强，具有独特的控制功能，单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。

本设计以单片机为核心，附以外围电路，采用光电检测器进行检测信号和循线运动。

运用单片机的运算和处理能力来实现小车的自动前进、后退、左转、右转、机械手的张合及机械臂的运动。

在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。

工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。

目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，一般采取示教再现的工作方式。

在相关领域内，已有“基于单片机的AGV智能车的设计”“带摄像头的智能车硬件设计”“带有路径记忆的智能车”等方面的研究。

燕山大学课程设计说明书题目:双轮自平衡小车机器人系统设计及制作学院(系)：机械工程学院年级专业:12级机械电子工程组号:3学生姓名:指导教师:史艳国姚建涛李艳文史小华张庆玲唐艳华李富娟刘晓飞刘正操胡浩波日期： 2015.11燕山大学课程设计(论文)任务书院（系）:机械工程学院基层教学单位:机械电子工程系摘要两轮自平衡小车是一种非线性、多变量、强耦合、参数不确定的复杂系统，他体积小、结构简单、运动灵活，适合在狭小空间内工作,是检验各种控制方法的一个理想装置,受到广大研究人员的重视,成为具有挑战性的课题之一。

两轮自平衡小车系统是一种两轮左右并行布置的系统。

像传统的倒立一样,其工作原理是依靠倾角传感器所检测的位姿和状态变化率结合控制算法来维持自身平衡。

本设计通过对倒立摆进行动力学建模，类比得到小车平衡的条件。

从加速度计和陀螺仪传感器得出的角度。

运用卡尔曼滤波优化，补偿陀螺仪的漂移误差和加速度计的动态误差,得到更优的倾角近似值。

通过光电编码器分别得到车子的线速度和转向角速度，对速度进行控制。

根据控制调节参数,实现两轮直立行走。

通过调节左右两轮的差速实现小车的转向。

制作完成后，小车实现了在无线蓝牙通讯下前进、后退、和左右转向的基本动作。

此外小车能在正常条件下达到自主平衡状态。

并且在适量干扰下,小车能够自主调整并迅速恢复稳定状态。

关键词：自平衡陀螺仪控制调试ﻬ前言移动机器人是机器人学的一个重要分支，对于移动机器人的研究，包括轮式、腿式、履带式以及水下式机器人等,可以追溯到2０世纪60年代。

移动机器人得到快速发展有两方面原因:一是其应用范围越来越广泛；二是相关领域如计算、传感、控制及执行等技术的快速发展。

移动机器人尚有不少技术问题有待解决,因此近几年对移动机器人的研究相当活跃。

近年来,随着移动机器人研究不断深入、应用领域更加广泛,所面临的环境和任务也越来越复杂。

机器人经常会遇到一些比较狭窄，而且有很多大转角的工作场合,如何在这样比较复杂的环境中灵活快捷的执行任务，成为人们颇为关心的一个问题。

机械臂运动路径设计分析摘要本文探讨了六自由度机械臂从一点到另一点沿任意轨迹移动路径、一点到另一点沿着给定轨迹移动路径、以与无碰撞路径规划问题，并讨论了设计参数对机械臂灵活性和使用X围的影响，同时给出了建议。

问题一：〔1〕首先确定初始坐标均为零时机械臂姿态，建立多级坐标系，利用空间解析几何的变换根本原理与相对坐标系的齐次坐标变换的矩阵解析方法，来建立机器人的运动系统的多级变换方程。

通过逆运动学解法和构建规划，来求优化指令〔2〕假定机械臂初始姿态为Φ0，曲线离散化，每个离散点作为末端位置，通过得到的相邻两点的姿态，利用〔1〕中算法计算所有相邻两点间的增量指令，将满足精度要求的指令序列记录下来。

〔3〕通过将障碍物理想化为球体，将躲避问题就转化成保证机械手臂上的点与障碍球球心距离始终大于r的问题。

进而通过迭代法和指令检验法，剔除不符合要求的指令，从而实现避障的目的问题二：将问题二中的实例应用到问题一中的相对应的算法中，局部结果见附录问题三：灵活性与适用X围相互制约，只能根据权重求得较优连杆长度。

关键词：多级坐标变换逆运动学解法优化指令检验一、问题重述1.1 问题背景某型号机器人〔图示和简化图略〕一共有6个自由度，分别由六个旋转轴〔关节〕实现，使机器人的末端可以灵活地在三维空间中运动。

机器人关于六个自由度的每一个组合),,,,,(654321θθθθθθ=Θ，表示机械臂的一个姿态，显然每个姿态确定顶端指尖的空间位置X ：X f →Θ)(。

假定机器人控制系统只能够接收改变各个关节的姿态的关于连杆角度的增量指令〔机器指令〕),,,,,(654321θθθθθθ∆∆∆∆∆∆=∆Θ=P ，使得指尖〔指尖具有夹工具、焊接、拧螺丝等多种功能，不过在这里不要求考虑这方面的控制细节〕移动到空间点X′，其中各个增量i θ∆只能取到-2, -1.9, -1.8, ┅°，绝对值不超过2°〕。

通过一系列的指令序列n P P P P ,,,,321 可以将指尖依次到达位置X 0，X 1，┅，X n ，如此称X 0，X 1，┅，X n 为从指尖初始位置X 0到达目标位置X n 的一条路径〔运动轨迹〕。

机械行业智能化机械手臂设计与生产方案第1章引言 (3)1.1 智能化机械手臂背景及意义 (3)1.2 国内外研究现状 (3)1.3 研究内容及目标 (4)第2章智能化机械手臂设计原理 (4)2.1 机械手臂设计基础 (4)2.1.1 机械手臂结构设计 (4)2.1.2 机械手臂材料选择 (4)2.1.3 机械手臂动力学分析 (4)2.2 智能化技术原理 (4)2.2.1 人工智能技术 (5)2.2.2 传感器技术 (5)2.2.3 视觉技术 (5)2.3 机械手臂控制系统设计 (5)2.3.1 控制系统架构 (5)2.3.2 控制算法 (5)2.3.3 通信接口与协议 (5)2.3.4 安全防护设计 (5)第3章机械手臂结构设计 (5)3.1 机械手臂类型及结构特点 (5)3.2 关节设计 (6)3.3 连杆设计 (6)3.4 传动系统设计 (7)第4章智能化机械手臂关键技术研究 (7)4.1 传感器技术 (7)4.2 机器视觉技术 (7)4.3 人工智能算法 (7)4.4 操作系统 (8)第5章机械手臂控制系统设计与实现 (8)5.1 控制系统硬件设计 (8)5.1.1 控制器选型 (8)5.1.2 传感器配置 (8)5.1.3 驱动器设计 (8)5.1.4 通信接口设计 (8)5.2 控制系统软件设计 (8)5.2.1 控制系统架构 (8)5.2.2 控制算法模块设计 (8)5.2.3 通信模块设计 (9)5.2.4 数据处理模块设计 (9)5.3 控制算法及实现 (9)5.3.1 轨迹规划算法 (9)5.3.2 阻抗控制算法 (9)5.3.3 速度控制算法 (9)5.4 仿真与实验验证 (9)5.4.1 仿真分析 (9)5.4.2 实验验证 (9)第6章智能化机械手臂生产方案 (9)6.1 生产工艺流程 (9)6.1.1 产品设计 (9)6.1.2 工艺规划 (9)6.1.3 工艺装备 (10)6.2 关键部件加工 (10)6.2.1 关键部件确定 (10)6.2.2 加工精度与表面质量 (10)6.2.3 加工工艺 (10)6.3 装配与调试 (10)6.3.1 装配工艺 (10)6.3.2 调试方案 (10)6.3.3 调试过程 (10)6.4 质量控制与生产管理 (10)6.4.1 质量控制 (10)6.4.2 生产管理 (10)6.4.3 售后服务 (11)第7章智能化机械手臂应用案例 (11)7.1 汽车制造业应用案例 (11)7.1.1 发动机生产线上的智能机械手臂 (11)7.1.2 车身焊接生产线上的智能机械手臂 (11)7.2 电子制造业应用案例 (11)7.2.1 智能手机组装线上的机械手臂 (11)7.2.2 电子元器件贴片生产线上的机械手臂 (11)7.3 医疗器械行业应用案例 (11)7.3.1 手术辅助 (12)7.3.2 康复 (12)7.4 其他行业应用案例 (12)7.4.1 食品加工业 (12)7.4.2 纺织行业 (12)7.4.3 物流行业 (12)第8章智能化机械手臂市场分析 (12)8.1 市场规模及增长趋势 (12)8.2 竞争态势分析 (12)8.3 市场机遇与挑战 (13)8.4 市场前景预测 (13)第9章智能化机械手臂政策与标准 (14)9.1 国家政策分析 (14)9.1.1 中国制造2025 (14)9.1.2 "十三五"国家科技创新规划 (14)9.1.3 促进科技成果转化法 (14)9.2 行业标准与规范 (14)9.2.1 国家标准 (14)9.2.2 行业标准 (14)9.2.3 企业标准 (14)9.3 政策对行业的影响 (15)9.3.1 技术创新 (15)9.3.2 产业规模扩大 (15)9.3.3 国际竞争力提升 (15)9.4 政策建议与展望 (15)9.4.1 加大研发支持力度 (15)9.4.2 完善标准体系 (15)9.4.3 优化产业环境 (15)9.4.4 拓展国际合作 (15)第10章总结与展望 (15)10.1 研究成果总结 (15)10.2 创新与亮点 (16)10.3 存在问题与不足 (16)10.4 发展趋势与展望 (16)第1章引言1.1 智能化机械手臂背景及意义全球工业生产自动化、智能化水平的不断提高，机械手臂作为自动化生产线上的重要执行部件，其发展及应用日益广泛。

《机器人技术》课程项目智能涂胶避障装配多功能机器人姓名：指导教师：2014年10月智能涂胶避障装配多功能机器人摘要本次项目我们在掌握单片机的基础上，结合画图软件及matlab和机器人技术深入了解并掌握机械臂设计的知识。

设计过程当中经过谈论，我们确定最后方案，然后用三维软件做出了最后方案机械臂的三维实体并做了具体操作分析，为了对其进行控制还进行了动力学分析，最终确定了实体的制作过程。

报告主要包括：机械臂方案的讨论及确定，机械臂尺寸参数的确定，动力学分析及轨迹规划。

目录目录 (3)1. 前言 (1)2. 设计方案的确定 (1)2.1. 比赛过程要求 (1)2.2. 设计参数要求 (2)2.3. 具体项目任务要求 (3)3. 参数确定 (3)3.1. 机械手臂的设计 (3)3.1.1. 直角坐标式机械臂 (3)3.1.2. 圆柱坐标式机械臂 (4)3.1.3. 关节式机械臂 (5)3.1.4. 机械臂一尺寸的确定 (6)3.1.5. 机械臂二、三尺寸的确定 (6)3.2. 位移分析 (7)3.3. 机械手爪设计 (8)4. 工作空间分析 (9)4.1. 运动学正解 (9)4.2. 运动学反解 (10)5. 速度分析 (11)6. 轨迹规划 (14)6.1. 各关节位移、速度、加速度曲线 (14)7. 详细程序 (16)8. 项目总结 (17)8.1. 智能小车车速调节 (17)8.2. 信号检测与响应 (18)8.3. 小车车体 (18)9. 心得体会 (18)10. 参考文献 (19)1.前言20 世纪中期，随着计算机、自动化技术和原子能技术的发展，现代机器人开始在美国得到研究和发展，使工业机器人在工业生产中得以广泛使用。

工业机器人是一种能自动控制、可重复编程多功能、多自由度的操作机。

它们通常配有机械手、刀具或其它可装配的加工工具，能够搬运材料、工件，完成各种作业是一种柔性自动化设备。

作为人类聪明的结晶、新科技革命的产物，机器人的任务是协助或取代人类的工作，例如从事生产业、建筑业、服务业，或者一些危险工种。

电子信息工程《机械电子学》研究报告六自由度机器臂的机电传动与控制系统设计学生姓名：学生学号：指导教师：所在学院：专业班级：中国·大庆2014年12 月信息技术学院课程设计任务书信息工程学院电子信息工程专业级，学号姓名一、课程设计课题：六自由度机器臂的机电传动与控制系统设计二、课程设计工作日自2014 年12 月8 日至2014 年12 月19 日三、课程设计进行地点：信息馆321四、程设计任务要求：(详细内容见课程设计文档)1.课题来源:教室下发。

2.目的意义:培养学生文献查阅、系统设计、机电传动与控制系统设计的能力，对机械电子学课程的深入了解，通过机械臂的设计。

3.基本要求:设计六自由度机器臂。

机械臂是一种典型的工业机器人，在自动搬运、装配、焊接、喷涂等工业现场中有广泛的应用。

该设计可以采用六关节串联结构，各个关节以“绝对编码器电机+精密谐波减速器”为传动。

在小臂处留有安装摄像头、气动工具等外部设备的接口，并提供备用电气接口，方便用户进行功能扩展。

在机器臂的控制器可以采用PLC、单片机和工业微型计算机，结合六自由度实现机械臂的运动控制，要求性能可靠，高速高精度。

课程设计评审表目录1 设计任务要求 ...................................................................................... - 1 - 1.1题目.. (1)1.2设计要求 (1)1.3规定 (1)1.4完成时间 (1)2 焊接机械手系统设计 (1)3 绪论 (2)4 正文 (2)4.1机械手的设计 (3)4.2传动系统的设计 (4)4.3驱动系统的确定 (5)4.4控制系统 (5)4.5检测系统 (5)4.6软件系统 (5)5 结论 (6)6 致谢 (6)7 参考文献 (7)1 设计任务要求1.1题目六自由度机器臂的机电传动与控制系统1.2设计要求设计六自由度机器臂。

大三课程设计plc课程设计机械臂一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握PLC课程设计机械臂的基本原理、方法和步骤。

通过本课程的学习，使学生能够理解PLC控制系统的工作原理，熟悉机械臂的结构和功能，掌握PLC编程和调试技巧，培养学生具备实际操作能力和创新精神。

具体来说，知识目标包括：1.掌握PLC的基本原理和结构。

2.熟悉机械臂的分类、原理和应用。

3.了解PLC编程语言和调试方法。

技能目标包括：1.能够分析PLC控制系统的工作过程。

2.能够编写简单的PLC程序。

3.能够进行PLC控制系统的调试和维护。

情感态度价值观目标包括：1.培养学生的团队合作意识和沟通能力。

2.培养学生对新技术的兴趣和好奇心。

3.培养学生关注社会热点问题的责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.PLC基本原理：介绍PLC的定义、发展历程、基本原理和结构。

2.机械臂原理与应用：介绍机械臂的分类、原理和应用场景。

3.PLC编程：讲解PLC编程语言、编程方法和技巧。

4.机械臂控制系统设计：介绍机械臂控制系统的组成、设计方法和步骤。

5.PLC控制系统调试与维护：讲解PLC控制系统的调试方法和维护技巧。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

包括：1.讲授法：讲解基本原理、概念和知识点。

2.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解理论知识。

3.实验法：进行实际操作，培养学生动手能力。

4.讨论法：分组讨论，培养学生团队合作意识和沟通能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统性的学习资料。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。

4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能进行实际操作。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。