慧鱼机器人课设报告(气动)-图文
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慧鱼机器人课设报告(气动)-图文
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慧鱼气动机器人的组装设计实验报告
关键词:慧鱼组合模型;气动型机器人;
本次实验为气动机器人设计及其在控制器下的实现,即现实生活
中的液压机器实验室化。当气动机器人在工作中若遇到需要进行动作
时,会通过信号输入元件将讯息传回电路板中进行判断,再配合计数
器的动作使机器人能作出相应的反应。
无疑,自动化控制理论可以使机器人变聪明。先用机械传感器探
测到机械运动,气动马达执行动作,这样,我们必须在发现信号和执
行信号之间建立一个合理的连接,即程序。
通过运用程序编辑软件llwin3.0我们发现各种功能模块组成的流
程图编程模式,易于入门级用户使用。各功能模块和子流程间可以进
行数据交换,不仅可以用变量方式,也可以用图形化连接方式。编程
操作更容易理解。子流程存储在一个库文件中,可以任意调用而不必
知道其内部工作原理。
这种气动机器人能运用到各个地方,比如传送机器人可以将物体
从一个地方挪动到另一个东方;信件分拣机器人可以自动分拣信件;
流水线机器人可以将物体在指定的线路中不停运转,以供工人进行操
作…
设计工作原理
机器人指的是可程式控制的机械,整体来说可分为两大部分,分
别为机械架构及软体的控制的两大部分。
(一)机械架构
本设计移动机器人之机械构架采用德国慧鱼创意积木所组成,它
的优点在于方便组装,能在设计阶段能起到一定的辅助作用,减少设
计成本以及更好的观察到设计的可行性及其优缺点,以便更好改进设
计中的缺点。一般机械所用到的零组件如齿轮、马达、气动机、光感
开关等,都可以在慧鱼创意积木中找到,且功
能毫不逊色。
搭建最初的控制机器人,是非常重要的环节,一定要格外认真才
行。连接各个电气元件时一定要严格按照说明书操作,然后检查两三
遍以确保准确无误。在进行机械构件搭接时,我们要特别注意连接的
平滑度,尤其是齿轮与紧固件的连接,不要太用力。
首先针对我们所需的机械架构做规划,收集所需用到之慧鱼创意
积木零件,其次将其组装成机械架构,接入电脑,等待软件的控制。
(二)软体控制
程序的整体采用了主/从结构的编程方式,主要是为了解决多个
不同的循环和循环之间的信息交互。
图1为智慧型微电脑界面板,它的主要功用在于储存LabVIew程
式使程式经由此介面板驱动机器人,达到预设之动作。
图1智慧型微电脑界面板
智慧型微电脑介面板细部说明如下:
1、此装置是所有电脑控制套件的控制逻辑核心,他负责与pc间
的通讯和运算,将电脑所编辑的程式转换成控制命令来控制马达等。
2、此装置有八个数位输入,两个类比输入可接收0~5欧姆的电
阻值,四个可逆马达输出控制,控制马达dcrelay等。
3、电源供应电池或充电器的方式,大小为9伏特5瓦。
4、可在on-line(以传输线与pc连线),也可在off-line(不需与
电脑连线)两种模式下作业。
慧鱼模型操作规程:
1、实验前先按照清单清点零件个数;
2、熟悉零件分装方式,了解零件分装的大致规律;3、每次仅取
出要用到的零件;
4、拆除模型后将零件放回相应的袋子;5、按照清单清点零件。
一、气动门机器人
气动门机器人,是一种通过判断是否有人需要进入门内而开启或
关闭的机器人,气动门机器人比传统的机械门机器人有更好的操作性,
自动化程度高,具有更强大的动力。
具体工作情况如下:当我们进入一扇门时,只需要轻轻一推,传
感器就将我们的动作传送到计算机中,同时门将自动打开。当人离开
门时,触动光感元件,门就将自动关闭,同时等待下一次的开门指令。
图2气动门机器人模拟图
二、传送机器人
传送机器人,是一种可以将物体从一处送到另一处的机器人。传
送机器人相比于传统的人工传送系统自动化程度更高,具有更快的工
作效率。
具体工作情况如下:当传感器感应到有物体需要进行转运时,钳
夹会将物体夹起来,通过转动转轴来使物体运送到预定目的地上方,
松开钳夹,物体掉落,成功将物体运送到目的地。
图3传送机器人模拟图
三、信件分拣机器人
信件分拣机器人,是一种通过光感元件对物品进行分类的机器人,
信件分拣机器人比传统的人工分拣信件系统自动化程度更高,具有更
快的工作效率。
具体工作情况如下:当信件通过传送带传送至分拣口时,触动光
感元件,光感元件将信号输入电脑进行运算,判断其具体分类,并将
信号输出至气动发动机,推送信件至其同类处,然后等待下一次光感
元件的信号输入。
图4信件分拣机机器人成品图
四、采集机器人(创新)
到此,我们已经做了三个实验,分别实现了门的开关、物品的传
送与分拣,那么,怎样将物品收集起来呢?于是我们想到了采集机器
人。
具体工作方式如下:首先光感元件感应到有物体可供采集,其次
经过人眼的识别允许采集,那么挡板放下,压缩机压缩,挡板将物体
推送至采集板上,然后挡板上升至合适位置停止。此时采集板倾斜,
由于重力原因,物体将自动下滑至收集箱中,采集完成。最后采集板
放下,等待下一次的指示信号输入。
当我们将大体结构组装完成时,发现仍有两件事使模型在采集物
体的时候出现问题:①当挡板上升时,转轴会出现打滑的现象,这
样挡板就无法升至预定目的地。②当物体过重时,采集板的升力不
够,这样就无法将物体采集进收集箱。
于是,我们便想到如下方法:对于问题①,我们构建两个转轴,
利用两转轴的相对运动来使挡板进行运动。对于问题②我们加固了
转轴与采集板间的连接强
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度,并加大了气压机的进气压(即对同一个气压机使用两个气动
马达)。这样,采集机器人基本上可以正常运行了。
图4采集机机器人成品图
至于软件的编写不是太难,但细节部分很重要。
比如元件,对于信号为零时(即路径向右转),要保证系统不运
行,
且此元件要保证它正常运行(即对于任一个信号的进、出口都要
有目的地),我
们必须这样连线
(即路径形成一个循环)。
图5采集机机器人程序图
实验小结:
这次课程设计实验我们历时五个星期,前三个星期做必做的实验,
第四周拼装创新机器人,第五周对创新机器人进行编程与调试。在我
们班里我们算是倒数几组完成,但经过这五个星期的实践和体验下来,
我们怎么会在乎那个先后问题呢。因为对我们来说学到的不仅是那些
知识,更多的是团队和合作。现在想来,也许学校安排的课程设计实
验有着它深层的意义吧,它不仅仅让我们综合那些理论知识来运用到
设计和创新,还让我们凝聚在一起是所能发挥出的巨大潜能。
参考文献
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[2]王庭有.可编程序控制器原理及应用.北京:国防工业出版社,
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出版社,1995:192~195[4]熊有伦.机器人技术基础.武汉:华中科技
大学出版社,1996:6~7[5]许福玲,陈尧明.液压与气压传动.北京:机
械工业出版社,20XX:20~25
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