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大学生自平衡两轮自平衡机器人

大学生自平衡两轮自平衡机器人
大学生自平衡两轮自平衡机器人

附件1

项目编号

大学生创新创业训练计划项目申请书

(一、创新训练项目)

项目名称:两轮平衡机器人的研究与制作

申请人:学号:

E—mail:

联系电话:

所在学院:

专业年级:级专业班

指导教师: 职称

申报日期:年月日

大学生创新创业训练计划管理委员会

填表说明

一、本申请书由申请学生在指导教师或有关专业教师指导下独立填写。申请书要按照要求,逐条认真填写,各项内容必须实事求是,表达明确、严谨。一律要求用打印稿件。

二、申请书为A4幅面,于左侧装订成册。一式一份,由指导教师签署意见并经学院评审小组评审,学院审核后,报送教务处。需签字部分由相关人员以黑色钢笔或水笔签名。

三、“项目编号”由学校统一编号。

四、“学院意见”由项目申请人所在学院填写,应注明研究人员、时间、条件、政策等方面的保证措施和意见。

五、如表格不够,可以加附页。

一、简表

项目简介

项目名称两轮平衡机器人的研究与制作项目覆盖学科或课程自动控制理论,电路,嵌入式系统等

依托实验教学中心

或实验室

申请经费5000元起止年月

项目申请人

姓名学号性别出生年月所学专业年级班级

前一学期平均

学分绩点

兴趣爱好

前一学期综合

测评名次

电话

指导教师

姓名职称研究方向

主要教学

工作简历

时间授课名称授课对象学时授课单位

主要科学研究

工作简历

时间项目名称获奖情况

项目组主

姓名学号

出生年月

专业

年级

所在

学院

学习

状况

项目中的

分工

签字

二、立项依据(项目的意义、现状分析)

实际应用:

由于结构特殊,两轮自平衡机器人体积小、运动灵活、适应地形变化能力强、能够方便地实现零半径回转、鲁棒性强、适于在狭小和危险的工作空间内活动、能够胜任一些复杂环境里的工作,使两轮自平衡机器人有着相当广泛的应用前景。

理论研究:

两轮自平衡小车作为一种复杂系统的实验装置,其控制难度大,控制算法复杂,很适于理论研究、实验和仿真。在此实验系统上可进行解耦控制、不确定性系统控制、非线性系统控制、自适应控制、复杂系统分散协同控制等研究,且物理义明显、观察方便,系统具备复杂系统的特点但其本身又不很复杂,价格低廉,占地面积小,是很有潜力的实验工具,可以作为控制理论研究的实验平台。

现状分析:

自平衡机器人现在主要应用于代步车等领域,由于产品价格较为昂贵等原因,应用并不广泛,在所有研制的两轮自平衡机器人中,国外的研究成果占了绝大部分,类似成果国内要还处在理论研究阶段,开发出样机的不多,而且在我校,尚没有能实现完整功能且有完整理论支撑的机器人产生。所以说,研究两轮自平衡机器人是很有价值的。

三、项目实施方案及实施计划(实施方案、实施办法、具体实施计划及可行性分析)

1.实施方案

数学建模:

使用牛顿定律建立两轮自平衡机器人的动力学模型。在模型上也可以认为它就是一个能够行走运动的一级倒立摆。自平衡机器人的运动学方程不能完整的描述系统的全部状态,即是一个欠驱动系统,因此要实现机器人的自平衡控制必须在建立系统的动力学模型基础上设计相应的平衡控制器。牛顿定律需要分析每一步中力的相互作用,这样在建模过程中变得复杂,但对实际控制来说容易分析每个力对系统构成的影响及系统状态之间的耦合关系,便于分析系统。为了便于分析,建立模型时忽略实际环境中风的阻力的影响。考虑到机器人可能在不平坦的地面上行走或者进行爬坡运动,所以在斜面上建立一个更一般情况下的系统模型。本系统需要分别建立电机、直线运动和转向运动的数学模型。

硬件结构:

采用32位arm公司cortex-m3系列的stm32单片机,该单片机成本低,资源丰富,有各种接口,可以很好的满足项目的需要;由角速度传感器(陀螺仪)ENC-03MB、加速度传感器MMA7260,二者kalman融合取得角度、角速度。电机速度传感器为光电编码器与霍尔传感器(AB相)结合的传感器,可以测出机器人电机运动的速度和方向;电机为直流减速电机,使用L298N进行驱动;车身上装备TFT显示屏,实时输出当前各种参数,由于其利用I2C通信,极大的节约了单片机的IO口资源,同时,利用串口,通过蓝牙通信,与PC进行连接,实时对机器人进行检测并可修改各种参数,节约调试时间。

控制方法、算法及程序设计:

用 PID 算法对系统平衡进行控制,处理自平衡机器人这一多输入单输出的系统;并考虑利用模糊控制,遗传算法等对系统进行优化;信号处理方面,使用卡尔曼滤波算法,对姿态信息进行处理;同时使用matlab软件进行算法上的仿真,使用labview编写上位机对机器人的调试过程进行实时控制与检测,labview作为领先的虚拟仪器将很大程度上加快项目进度,并将利用c++编写控制软件,完成对机器人更好的控制;

上位机的主要功能是完成对机器人位姿及状态信息的采集,并在系统调试时输出相应的控制指

令。上位机软件的运行过程如下:对通讯端口进行初始化设置后,开始向下位机发送数据包,如果是运动控制指令数据包,则延时一定时间,等待下位机响应;然后发送位姿信息、状态信息采集数据包,根据采集的机器人位姿及状态信息确认机器人是否实现了指令要求的运动。如果成功上位机将继续送下一条控制指令;如果失败上位机将根据采集到的信息调整控制指令,使机器人实现运动控制命令的要求。同时上位机还可以单独发送位姿信息采集数据包和状态信息采集数据包,实时观测机器人的运行情况;如果发送的数据包出现异常,机器人将提示出错下位机的主要功能是响应上位机的指令,完成对机器人位姿及状态信息的上传;在系统调试时根据上位机的指令以主从工作模式运动;在独立工作模式时确定机器人的位姿,并根据获得的位姿信息驱动电机,从而实现自主导航运动。下位机软件有两种工作模式:主从工作模式和独立工作模式。主从工作模式下,机器人完成初始化后,对通讯端口进行初始化设置,然后等待接收上位机发送的数据包,如果是运动控制指令数据包,则响应上位机的指令,并按照指令进行运动;同时响应位姿信息、状态信息采集数据包,向上位机上传机器人位姿及状态信息以确定机器人是否实现了指令要求的运动。如果成功下位机将继续等待新的控制指令;如果失败下位机将根据上位机发送的修正控制指令运行。下位机还可以单独响应上位机发送位姿信息采集数据包和状态信息采集数据包的请求,实时发送机器人的运行信息;如果发送的数据包出现异常,机器人无法响应时将提示出错。独立工作模式中,机器人将感知系统采集到的位姿信息和状态信息进行滤波和融合之后,在下位机控制器里通过自主导航控制算法得到驱动电机的相关控制量进行导航;如果导航过程中机器人的姿态出现异常机器人将报错,如果正常将判断机器人是否达到指定的位姿活着是否实现了指定的运动,并根据这个条件进行循环控制,直到达到要求为止。

具体实施计划:

2014.7-2014.10 数学建模与分析

2014.11-2015.1 算法仿真与优化

2015.1-2015.2 硬件平台搭建与优化

2015.2-2015.5 程序优化与系统调试

2015.5-2015.7 系统优化与论文

可行性分析:

项目导师在相关领域经验丰富,有丰富的项目经验与知识积累,同时,上两届学长已经解决了很多关键问题,有一定研究基础,同时,项目组成员动手能力强,做项目经验丰富,已经阅读大量论文专著,对该项目有一定了解,有把握按计划完成该项目。

四、预期成果

1.能稳定运行的机器人;

2.发表论文一篇。

五、本项目的特点与创新之处

1.利用角速度传感器等进行姿运算,与传统测与地面距离相比对环境适应性大大增强,适用性更强;

2.有数学模型作为支撑,可开发为算法的实践平台,与理论研究关系密切。

3.充分利用所学知识,学用结合,利于各方面能力与学术提高。

4.该机器人具有系统性,上位机与机器人完美结合,方便调试与改进;

5.适用性强,可作为多种机器人及工具的基础性开发平台

六、项目研究基础

1、主持人与本项目相关的专业知识积累和已取得的成绩。

2、指导教师的教学、科研工作积累和已取得的工作成绩。

3、项目组成员的学习情况。

七、经费预算

1.人员费:300元。用于专家咨询以及课题研究。

2.设备费:500元。用于项目的检测与试验。

3.能源材料费:4000元。用于相关材料能源的购置。

4.其他相关费:200元。用于购置其他用品。

八、指导教师意见

指导教师(签字)

20 年月日

九、学院大学生创新创业训练计划领导小组意见

小组负责人(签字)

小组成员(签字)

学院公章

学院负责人(签字)

20 年月日

十、学校大学生创新创业训练计划管理委员会审核意见

公章部门负责人(签字)

20 年月日

机器人技术基础课程论文

机器人技术基础课程论文 一、论文目的: 本论文为《机器人技术基础》课程的考核环节,通过书写论文巩固课堂教学过程中所讲授的知识内容,了解机器人技术的发展与应用。 二、论文选题: 论文题目为自选,以介绍机器人技术关键技术发展与展望或机器人技术的应用与展望为主要内容。(只选一个方面) 三、论文内容: 1、机器人技术关键技术发展与展望,介绍现代机器人技术中的某项关键技术,描述其所能完成功能、技术发展历程、发展现状、发展展望。 2、机器人技术的应用与展望,介绍机器人技术在某领域的应用,描述应用领域的工作特点或功能要求、机器人技术应用的发展历程、发展现状、发展展望。 要求要有必要的图表说明。 四、论文要求: 1.时间: 论文上交日期为2009年11月29日。 2.字数要求: 字数不少于3000字。 3.提交文件: 同时提交打印稿和电子稿件。

五、论文格式: 新疆农业大学 课程论文 题目: 课程: 姓名: 专业: 班级: 学号: 指导教师: 王晓暄职称: 讲师 2010 年月日

题目(3号黑体) 作者及指导教师(小四宋体) 摘要:××××××××××××××××××(200—300字,小四宋体)×××××××××××××××××……… 关键词:×××;××××;×××××;×××(3-5个,小四宋体) Title(3号Times New Romar) Name(小四Times New Romar) Abstract:××××××(小四Times New Romar,200—300个实词)×××××××××××××……… Key words:×××;××××;×××××;×××(3-5个,小四Times New Romar) 前言(引言):×××××(标题用小四号黑体,其它文字用小四宋体)××××××××××××××××××……… 正文:×××××(标题用小四号黑体,其它文字用小四宋体)××××××××××××××××××××××……… 结论:××××××(小四宋体)××××××××××××××××××××××××××××××××××××……… 参考文献: [1] 作者姓名,作者姓名.参考文献题目. 期刊或杂志等名称,年份,卷数(期数):起始页号~终止页号. [2] 刘凡丰. 美国研究型大学本科教育改革透视[J] . 高等教育研究,2003,24(1):24~27. [4] 作者姓名. 书名. 地址:出版社,年份. [4] ×××(五号宋体,10篇以上;其中外文文献至少1篇,五号Times New Romar)××××××××××……… (说明:以上所有红色、蓝色文字仅供参考,学生在写作论文时请保留字体、字号,改写或删除掉文字,黑色文字请保留。每一页的上方(天头)和左侧(订口)分别留边25mm,下方(地脚)和右侧(切口)应分别留边20mm,页眉和页脚为0。论文题目使用黑体三号字,小标题使用黑体小四号字,正文使用宋体小四号字;首行缩进2个字符,行距为单倍行距,段前段后为0.5行,字符间距为标准。

机器人控制技术基础实验报告

华北电力大学 实验报告 | | 实验名称:机器人控制技术基础 课程名称:机器人控制技术基础 实验人:张钰信安1601 201609040126 李童能化1601 201605040111 韩翔宇能化1601 201605040104 成绩: 指导教师:林永君、房静 实验日期: 2016年3月4日-3月26日 华北电力大学工程训练中心

第一部分:单片机开发板 实验一:流水灯实验 实验目的:通过此实验,初步掌握单片机的 IO 口的基本操作。 实验内容:控制接在 P0.0上的 8个LED L0—L8 依次点亮,如此循环。 硬件说明: 根据流水灯的硬件连接,我们发现只有单片机的IO口输出为低电平时LED灯才会被点亮,我们先给P0口设定好初值,只让其点亮一盏灯,然后用左右移函数即可依次点亮其他的灯。 源程序如下: #include sbit led_1=P0^0; sbit led_2=P0^1; sbit led_3=P0^2; sbit led_4=P0^3; sbit led_5=P0^4; sbit led_6=P0^5; sbit led_7=P0^6; sbit led_8=P0^7; void main() { for(;;) { led_1=0; display_ms(10);

led_1=1; led_2=0; display_ms(10); led_2=1; led_3=0; display_ms(10); led_3=1; led_4=0; display_ms(10); led_4=1; led_5=0; display_ms(10); led_5=1; led_6=0; display_ms(10); led_6=1; led_7=0; display_ms(10); led_7=1; led_8=0; display_ms(10); led_8=1; } } 第二部分:机器人小车 内容简介:机器人小车完成如图规定的赛道,从规定的起点开始,记录完成赛道一圈的时间。必须在30秒之内完成,超时无效。其中当小车整体都在赛道外时停止比赛,视为犯规,小车不规定运动方向,顺时针和逆时针都可以采用,但都从规定的起点开始记录时间。 作品优点及应用前景: 单片机可靠性高,编程简单单片机执行一条指令的时间是μs级,执行一个扫描周期的时间为几ms乃至几十ms。相对于电器的动作时间而言,扫描周期是

机器人创新设计实验报告

机器人创新实验(1)报告 摘要 机器人作为20世纪人类最为伟大的发明之一,自60年代问世以来,经历40余年的发展已经取得长足的进步。近年来随着社会的进步和科学技术的迅猛发展,特别是在微电子技术、信息技术,计算机技术,材料技术等科学技术迅速的支持下,机器人的种类日益繁多,性能不断改进,工作领域也在不断地扩大。已经引起了各国科学家的普遍关注。许多发达国家均把机器人技术的开发,研究列入高新技术发展计划。并且已经取得了很大的进展,它的成果将成为各行各业提高生产力的强有力的工具。此机器人是针对目前交通事故频发设计的。利用三轮作为活动方式,通过三个传感器进行感应障碍识别,从而进行控制汽车的运动及时避免各种障碍物。从电影<<机械公敌>>里可以看到机器人的前景,以及注意机器人的弊端。 关键词: 机器人,工具,传感器,障碍物

一、实验目的 1、在保证整个稳定的前提下,将程序写入控制卡,熟悉 软件调试机器人运动步态的技巧,熟悉直流电机的控制,并实现提前设定好的动作步骤,并使机器人能够平稳的运动。 2、熟悉掌握各种搭建元件的使用方法和电机舵机的使用技巧 3、学会对学习知识的应用到实际中的能力,提高自身动手能力。 二.实验器材 探索者,电脑软件TKScop, 我们用到的探索者: 三.组员 项博、张君心、刘小龙 三、实验步骤 1.第一阶段:老师对我们介绍实验内容,对需要用到的配件、软件环境进行讲解,为使我们对实验内容更加熟悉,对软件环境的熟悉。 2.第二阶段:开始动手阶段,为了能使我们小组更好的完成创新实验课程,我们机器人模仿机器人案列制造了简单的机器人,其中有一些改动。

第二阶段成品展示 3.第三阶段:开始创新阶段,在第二阶一定经验的基础上,我们对其进行了创新和改组。其中包括前轮和驱动装置,还有传感器的数量,主要对机器小车的CPU 内部的程序进行了修改,让其实现了第二阶段没有实现的动作。 第三阶段成果 4.第四阶段:老师评价,总结成功与失败。 四、机械结构、控制接线方法、程序、程序流程图说明: 控制线接线方法: 1、2、3、4为传感器接口 5红外接收端口 6手柄ABC三通道的选择键 7程序写保护,on允许下载 反之不允许,如果要运行板载程序,则转换到非on 状态 8为程序下载接口,连接usb转串口线 9舵机接口,共六组。可接标准舵机和圆周舵机。舵机黑色线朝下,三针,最上针空余。10输出端口,共2组,可接LED灯和语音模块

单片机控制单轴双轮自动平衡小车设计开题报告

毕业设计(论文) 开题报告 题目:单片机控制单轴双轮自动平衡小车设计系别:电气工程系 专业:电气工程及其自动化 班级: 学号 学生姓名: 指导教师: 2016年 3月

中原工学院信息商务学院 毕业论文(设计)开题报告 论文(设计)题目单片机控制单轴双轮自动平衡小车 姓名系别电气工程系专业 班级 电气121学号6 1选题目的和意义: 平衡车是一个不稳定、强耦合、非线性系统,对平衡车的研究有利于我们更熟练得运用自动控制理论,并且发展更可靠稳定的控制方法。在实际应用中,平衡车由于体积小,灵活方便,不管是在军用或者民用领域都有广阔的应用空间,两轮自平衡小车可以作为一种小范围的移动式服务平台。通过本课题的研究学习,会使自己更加了解单片机,熟悉电子电路,提升自己的对整个设计的把握,更透彻的掌握自动控制方法。 2本选题在国内外的研究状况及发展趋势: 国外方面:JOE 是瑞士研制的用DSP和FPGA 控制并基于倒立摆理论双轮车。通过倾斜传感器和倾角传感器来检测车体。通过电机上的编码盘检测电机的速度。采用了基于状态反馈的线性控制策略,车的运动被分解成直线和旋转运动,然后分析直线运动和旋转运动,得到电机需要的控制量,最终把控制量耦合叠加。他主要的设计思想依然是:使车子朝车体倾斜的方向运动来保持车身的平衡。主控芯片是HC11 微处理器,此处理器是David P.Anderson 专门的针对nBot 车设计的。传感器在得到车的车身信息后,再比例整合,当作模糊控制器的输入,按照之前设定的控制原则得到两个电机需要的PWM 电压。该控制只能能让小车平衡运动,而不能让小车自主直立。Segway 拥有更多的姿态传感器,它有5个陀螺仪传感器,然而事实是检测车身前倾斜只需要3个传感器就够了,其他的两个传感器只是增加安全性。传感器的信息会被传送到一个电路板,这个电路板是微处理器的集群,效率是个人电脑的三倍。这个集群是为了保证本载人平衡车在其中任何一个处理器出现问题时能报告错误,给驾驶者以处理问题的时间余量,保证了平衡车的安全性。 国内方面:哈工大尹亮制作的双轮移动车Sway,车身倾斜度采用AD 推出的双轴加速度传感器ADXL202 及反射式红外线距离传感器来获得。基于PWM 动态控制直流电机的速度。车与上位机间的数据通信使用PTR2000 超小型超低功耗高速无线收发数传MODEM。人机交互界面使用图形液晶点阵、方向摇杆、按键。依靠这些可靠并且完备

双轮直立自平衡机器人Sway研究报告

双轮直立自平衡机器人Sway研究报告 本设计采用两块Cygnal公司推出的C8051F005单片机分别作为“双轮直立自平衡机器人”(以下命名为Sway)和人机交互上位机的控制核心。车体倾斜角度检测采用AD公司推出的双轴加速度传感器ADXL202及反射式红外线距离传感器。利用PWM技术动态控制两台直流电机的转速。上位机与机器人间的数据通信采用迅通生产的PTR2000超小型超低功耗高速无线收发数传MODEM。人机交互界面采用240*128图形液晶点阵、方向摇杆及按键。基于这些完备而可靠的硬件设计,使用了一套独特的软件算法,实现了Sway的平衡控制与 数据交换。 “双轮直立自平衡机器人Sway研究报告 作者:哈尔滨工程大学尹亮 摘要 本设计采用两块Cygnal公司推出的C8051F005单片机分别作为“双轮直立自平衡机器人”(以下命名为Sway)和人机交互上位机的控制核心。车体倾斜角度检

测采用AD公司推出的双轴加速度传感器ADXL202及反射式红外线距离传感器。利用PWM技术动态控制两台直流电机的转速。上位机与机器人间的数据通信采用迅通生产的PTR2000超小型超低功耗高速无线收发数传MODEM。人机交互界面采用240*128图形液晶点阵、方向摇杆及按键。基于这些完备而可靠的硬件设计,使用了一套独特的软件算法,实现了Sway的平衡控制与数据交换。 本设计的主要特色: 1.高速(25MIPS)低功耗的SOC单片机为各种复杂 算法的实现提供了保障,丰富的片内外设为高速数据采集及PWM调制信号的生成提供了方便,片内温度传感器方便对温度的采集。片内JTAG功能为程序的调试及对系统的现场编程提供了方便。 2.高效的H型PWM电路提高了电源的利用率,实现了 电机的平滑变速。 3.双轴加速度传感器及光电传感器的使用提高了车体 倾斜角度检测的精度,差分算法的应用提高了系统的抗干扰能力。 4.优化的软件算法,智能化的自动控制使车体运动准确 平稳。 5.高速的无线数据传输给各种远程数据采集和智能控 制提供了保障。

机器人技术结课论文

机器人技术 学号: : 班级:机械工程 二〇一七年六月

获奖证书是通过学习机器人技术,制作十自由度机器人在2017中国工程机器人大赛暨国际公开赛上获得的,我很庆幸能够选《机器人技术》这门课,这门课使我对机器人有了一个更加清晰的认识,同时也激起了我对此方面的研究的兴趣。之前就对机器人颇感兴趣,并对此进行了深入的了解,通过这门课,我认识到,机器人作为这些学科的交叉产物,是个综合应用这些知识的最好的平台。通过这门课,我们制作的十自由度机器人,参加了2017中国工程机器人大赛暨国际公开赛(RoboWork),竞技体操项目,获得理想的成绩,在这个过程中我也从新认识了机器人制作的艰辛和困难性,使我认识到之前对此不以为然,眼高手低态度得幼稚。同时也教育我,任何一个项目本身所呈现的问题只是完成该项目所需工作的冰山一角,做任何事,都必须以谦恭,认真的态度对待。同时也是我懂得了,再将事情坐完之前不可轻易对此做出评价。 竞技体操机器人 摘要 体操机器人是仿人型机器人里的一种,也是研究仿人型机器人的基础。体操机器人 不仅能够提高我们的动手能力和实践能力,还能增强我们的创新意识和创新实践能力, 锻炼我们的综合素质,让我们更热衷于科学技术的研究。本体操机器人以十自由度为基

础,能够完成摆手、滚翻、俯卧撑、侧翻、倒立等多项高难度动作。它具有多自由度并集成了现代化控制技术、人机交换技术等机电一体化技术。目前体操机器人主要用来供人们娱乐欣赏使用,它在人们的生活扮演着越来越重要的角色。 此次设计的体操机器人主要由机械结构和控制系统组成,首先机械结构设计,根据制作材料、舵机型号初步设计出体操机器人的机械外形,然后在SolidWorks下对机器人进行虚拟三维建模,对存在的问题进行修改。最后对其进行运动学仿真和运动学分析。检查是否能够完成指定的动作,对速度、加速度、位置能问题进行分析。再次是控制系统设计。控制系统的硬件以飞思卡尔公司的MK60DN512ZVLQ10芯片为核心,在Altiu m Designer Winter 09软件中开始设计体操机器人的控制电路。经过系统调试,通过上位机软件实现对机器人的控制。采用嵌入式C语言,设计和调试程序,最终使机器人能过自主完成体操动作。此次比赛的创新之处在于不仅能够完成指定动作,还能完成打排球能高难度动作。 关键词:体操机器人;舵机;十自由度;SolidWorks;Altium Designer

机器人实验报告

智能机器人实验报告1 学院:化学与材料科学学院 学号: 2015100749 姓名:朱巧妤 评阅人:评阅时间:

实验1 电驱动与控制实验 (一)实验目的 熟悉和掌握机器人开发环境使用,超声传感器、碰撞传感器、温度传感器、颜色传感器等常见机器人传感器工作原理与使用方法,熟悉机器人平台使用与搭建;设计一个简单的机器人,并采用多种程序设计方法使它能动起来。 (二)仪器工具及材料 计算机、机器人实验系统、机器人软件开发平台、编程下载器等设备。 (三)内容及程序 实验内容: (1)碰撞传感器原理与应用; (2)颜色传感器原理与应用; (3)测距传感器原理与应用; (4)温度传感器原理与应用; (5)熟悉开发环境使用与操作;设计一个简单轮式移动机器人,并使用图形化编程方式实现对机器人的控制,通过该设计掌握机器人开发平台的结构设计、程序设计等基本方法。 实验步骤: 1)首先确定本次要做的机器人为货架物品颜色辨别的机器人。 2)根据模型将梁、轴、插销、螺丝等零件拼装成一个货架台 3)将货架台安装上可识别颜色的摄像头,并装在控制器上方,将两个摄像头的连接线分 别插入控制器的传感器接口,将显示器连接线插入传感器接口。 4)拼装完成后将控制器连接电脑,在电脑上运用Innobot软件对机器人进行颜色识别动 作的编程,拖动颜色传感器模块,对应选择数码管接口以及两个摄像头的接口,使机器人能将货架台上物品的颜色反应到数码管上。 5)将所编程序进行上传。测试看机器人是否能将颜色反映到显示器上完成所编动作。

(四)结果及分析 使用梁和轴以及螺钉拼装出货架台。 将拼装好的货架台装到传感器上。

最新西华大学机器人创新设计实验报告(工业机械手模拟仿真)

实验报告 (理工类) 课程名称: 机器人创新实验 课程代码: 6003199 学院(直属系): 机械学院机械设计制造系 年级/专业/班: 2010级机制3班 学生姓名: 学号: 实验总成绩: 任课教师: 李炜 开课学院: 机械工程与自动化学院 实验中心名称: 机械工程基础实验中心

一、设计题目 工业机器人设计及仿真分析 二、成员分工:(5分) 三、设计方案:(整个系统工作原理和设计)(20分) 1、功能分析 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 本次我们小组所设计的工业机器人主要用来完成以下任务: (1)、完成工业生产上主要焊接任务; (2)、能够在上产中完成油漆、染料等喷涂工作; (3)、完成加工工件的夹持、送料与转位任务; (5)、对复杂的曲线曲面类零件加工;(机械手式数控加工机床,如英国DELCAM公司所提供的风力发电机叶片加工方案,起辅助软体为powermill,本身为DELCAM公司出品)

《科技与现代生活》选修课论文

科技改变生活 本学期选修课,我选择了科技与现代生活。老师精彩的演讲以及活跃的课堂气氛深深的感染了我。本次选修课,老师讲了智能机器人,人脸识别,多媒体以及课件的制作等方面。不仅勾起我对科技的兴趣,并且对我的生活也有影响,特别是课件的制作。所以我想谈谈科技改变生活这个话题。 1.智能机器人对我们生活的影响。 智能机器人作为一种包含相当多学科知识的技术,几乎是伴随着人工智能所产生的,而智能机器人在当今社会变得越来越重要,越来越多的领域和岗位都需要智能机器人参与,这使得智能机器人的研究也越来越频繁。虽然我们现在仍很难在生活中见到智能机器人的影子,但在不久的将来,随着智能机器人技术的不断发展和成熟,随着众多科研人员的不懈努力,智能机器人必将走进千家万户,更好的服务人们的生活,让人们的生活更加舒适和健康。主要影响以下两方面: (1)、劳务就业问题 由于人工智能能够代替人类进行各种脑力劳动,将会使一部分人不得不改变他们的工种,甚至造成失业。人工智能在科技和工程中的应用,会使一些人失去介入信息处理活动(如规划、诊断、理解和决策等)的机会,甚至不得不改变自己的工作方式。 (2)、社会结构变化 人们一方面希望人工智能和智能机器能够代替人类从事各种劳动,另一方面又担心它们的发展会引起新的社会问题。实际上,近十多年来,社会结构正在发生一种静悄悄的变化。"人-机器"的社会结构,终将为"人-智能机器

-机器"的社会结构所取代。智能机器人就是智能机器之一。现在和将来的很多本来是由人承担的工作将由机器人来担任,因此,人们将不得不学会与有智能的机器相处,并适应这种变化了的社会结构。 2.人脸识别技术的应用。 目前生物识别技术已广泛用于政府、军队、银行、社会福利保障、电子商务、安全防务等领域。例如,一位储户走进了银行,他既没带银行卡,也没有回忆密码就径直提款,当他在提款机上提款时,一台摄像机对该用户的眼睛扫描,然后迅速而准确地完成了用户身份鉴定,办理完业务。这是美国德克萨斯州联合银行的一个营业部中发生的一个真实的镜头。而该营业部所使用的正是现代生物识别技术中的“虹膜识别系统”。此外,美国“9.11”事件后,反恐怖活动已成为各国政府的共识,加强机场的安全防务十分重要。美国维萨格公司的脸像识别技术在美国的两家机场大显神通,它能在拥挤的人群中挑出某一张面孔,判断他是不是通缉犯。 随着技术的进一步成熟和社会认同度的提高,人脸识别技术将应用在更多的领域。 (1)、企业、住宅安全和管理。如人脸识别门禁考勤系统,人脸识别防盗门等。 (2)、电子护照及身份证。这或许是未来规模最大的应用,国际民航组织(ICAO)已确定,从2010年起,其118个成员国家和地区,必须使用机读护照,人脸识别技术是首推识别模式,该规定已经成为国际标准。中国的电子护照计划公安部一所正在加紧规划和实施。 (3)、公安、司法和刑侦。如利用人脸识别系统和网络,在全国范围内搜捕逃犯。

机器人实训报告

一、机器人擂台赛 1、实训目的 机器人擂台赛的目的在于促进智能机器人技术(尤其是自主识别、自主决策技术)的普及。参赛队需要在规则范围内以各自组装或者自制的自主机器人互相搏击,并争取在比赛中获胜,以对抗性竞技的形式来推动相关机器人技术在大学生、青少年中的普及与发展。可以用自己设计的机器人来参加擂台赛,同时掌握这个环节所展现出来的机器人技术。 机器人擂台赛未来的发展目标是:比赛中,两个使用双腿自主行走的仿人形机器人互相搏击并将对方打倒或者打下擂台。? 2、实训要求 在指定的大小擂台上有双方机器人。?双方机器人模拟中国古代擂台搏击的规则,互相击打或者推挤。如果一方机器人整体离开擂台区域或者不能再继续行动,则另一方获胜。机器人大小要求长、宽、高分别不能超过30cm、30cm、40cm 。 比赛场地大小为长、宽分别为是 2400?mm的台,台上表面即为擂台场地。有黑色的胶布围成。?比赛开始后,?围栏内区域不得有任何障碍物或人。? 3、比赛规则分析? 我们需要吃透比赛规则,然后才能在比赛规则允许的范围内,尽量让我们的机器人具有 别人不具有的优势。对上述的比赛规则分析得到以下几个重点:? 3、1需要确保自己不掉下擂台

需要有传感器进行擂台边沿的检测,当发现机器人已经靠近边沿立刻转弯或者掉头。擂 台和地面存在比较大的高度差,我们通过测距传感器很容易发现这个高度落差,从而判断出 擂台的边沿。如图所示,在机器人上安装一个测距传感器,斜向下测量地面和机器人的 距离,机器人到达擂台边沿时,传感器的测量值会突然间变得很大。由于红外测距传感器使 用方便,并且“创意之星”控制器可以接入最多 8 个红外测距传感器,我们可以将它作为首选方案。? 擂台地面时有灰度变化的,我们可以在机器人腹部安装一些灰度传感器,来判读机器人 覆盖区域的灰度变化,从而判读机器人相对场地的方向。可以通过整体灰度值来判读机器人 的位置是不是靠近边沿,如果机器人靠近边沿就转弯后者后退。? 3、2需要及时的发现敌方 这里我们使用红外接近开关作为寻找敌方的方案并不算优秀,红外接近开关的有效测量范围是 20cm,20cm 之外的物体是察觉不到的。我们可以改成红外测距传感器,它的有效测量范围是 10‐80cm,比较适合我们当前的使用场合。? 3、3需要迅速的推动敌方,将敌方退下擂台 我们可以想象,两只斗牛相互推挤,赢的一定是力气比较大的一方。?

机器人概论课程论文

机器人的发展对人类的影响 摘要:概括性讲述对于机器人基础性的认识,结合老师课堂所讲和个人理解简谈机器人的发展现状与未来发展趋势,根据电影《机械公敌》探讨未来人工智能化的机器人对于人类生活的影响,展开思考发展机器人的要注意的地方。结合本人工商管理的专业知识,讨论了如何使得机器人与人类和谐相处并且共同发展。并提出个人对机器人时代的想法与愿景。 关键词:机器人;电影;人类;工商管理;发展 一、结合课堂所学浅谈对机器人的了解和认识 机器人,一个令人感觉神秘而又神奇的名词,让我毫不犹豫选修了这门课程。或许从小开始就看太多的科幻片,给我感觉机器人是无所不能的。然而在上了《机器人概论》几门课后,听了潘老师的介绍和讲解关于机器人的结构与类别等知识后,我终于明白我之前的想法是那么的肤浅。 首先,什么是机器人呢?联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”【1】我深深地记得上课时,老师给我们展示了机器人的结构图。那时我看着那些“赤裸裸”的构件时,我很惊讶于人类居然可以把这些毫无生机的大大小小的材料和零件通过科学的洗礼,组装成为可以为人类服务的机器人。这是多么伟大的科学技术啊! 同时,潘老师在课堂上为我们的学习提供了指导:机器人研究的基础内容,它包括空间机构学、机器人运动学、机器人静力学、动力学、控制技术、传感器、机器人语言等。另外还给我们介绍了机器人的组成和分类等知识,让我从中明白,机器人的制作是很不简单的,它综合了很多学科知识和现实因素,具

有极大潜力。 要真正了解机器人的知识,必须了解它的基础。通过听老师讲课和自己搜索资料,大致上,机器人由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。据日本共同社9月25日消息,日本国立残障者康复中心研究所24日对外公开了一款新型机器人。据报道,这种新型机器人不仅能就日常行为及习惯进行语音提示,而且为轻度失智症患者日常生活提供帮助。 我们,都对普遍机器人的时代有着各种各样的想法,并一步一步迈向这个神秘的机器人时代。 二、简述机器人的发展与现状 进入20世纪90年代,工业机器人产品发展速度加快,年增长率平均在10%左右。【2】自从20世纪60年代初人类制造了第一台T业机器人以后,机器人就显示出了极强的生命力。【3】在国外,工业机器人技术日趋成熟,已经成为一种标准设备被t业界广泛应用。 如此看来,我们如何发展机器人事业并且好好与机器人相处,是必须讨论话题。 三、观看《机械公敌》后对机器人的看法 讲起关于机器人的电影,我还是看过不少的,例如之前很火爆的《变形金刚》《钢铁巨人》《霹雳五号》,还有关于人与机器人的爱情故事的《我的机器人女友》《机器侠》等。现在,从机器人类别的科幻电影的发展现状来看,越来越多的导演、公司和广大的电影观众都迷恋上“机器人”的故事,并都有意无意地赋予机器人像人类的感情和无与伦比的能力。确实在大多科幻作品里,机器人具有人的外形,甚至穿着各种时尚的机甲,他们相当聪明。

机器人实验报告

一、机器人的定义 美国机器人协会(RIA)的定义: 机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用的装置,通过可编程序动作来执行种种任务的、并具有编程能力的多功能机械手。 日本工业机器人协会(JIRA—Japanese Industrial Robot Association):一种带有存储器件和末端执行器的通用机械,它能够通过自动化的动作替代人类劳动。(An all—purpose machine equipped with a memory device and an end—effector,and capable of rotation and of replacing human labor by automatic performance of movements.) 世界标准化组织(ISO):机器人是一种能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务的机器。(A robot is a machine which can be programmed to perform some tasks which involve manipulative or locomotive actions under automatic control.) 中国(原机械工业部):工业机器人是一种能自动定位控制、可重复编程、多功能多自由度的操作机,它能搬运材料、零件或夹持工具,用以完成各种作业。 二、机器人定义的本质: 首先,机器人是机器而不是人,它是人类制造的替代人类从事某种作业的工具,它能是人的某些功能的延伸。在某些方面,机器人可具有超越人类的能力,但从本质上说机器人永远不可能全面超越人类。

两轮自平衡机器人

创新设计实训 设计题目:两轮双光感自平衡机器人完成日期:年 5 月 学院:机械工程学院 专业:机械工程及自动化指导老师: 小组成员:

天津理工大学机械工程学院 课程成绩评价表 学号姓名年级专业工作分工成绩 程序编写 论文撰写 程序编写 论文撰写 模型搭建 造型设计 模型搭建 造型设计 性能(70%)美观与创意(30%)整体 评价

评语:

一、问题的提出和分析 1.1 实验目标 两轮双光感自平衡机器人主要实验的目标: 能够依靠两个轮前后摆动来达到控制车体平衡的效果。 1.2 功能分析 两轮双光感自平衡机器人必须具备一些主要的功能: 小车必须在没有外部支撑点的情况下,通过两个光传感器所接收到的信息来控制小车保持平衡并且能够稳定的向前走。 二、模型的搭建 我们在初步分析了上述需要实现的功能后,开始了我们方案的选择和模型的搭建。首先,我们为了让马达的变速效果最直接的传递到轮上,所以采用直接将车轮安装在马达上的做法,然后为了实现车身中心不至于过高且过低,所以直接将两个马达横置,然后将控制器放置于其上,最后用各种大小不同的零件将这两个部件固定并合成一个两轮小车 搭建结果如图所示。

三、程序的实现 该小车的程序是通过乐高的一个名为Bricx Command Center的软件编辑的,因为该软件给马达提供了七级变速,所以便于调试马达的速度来打到控制的效果。外加该软件还有一个好处就是采用了高级语言,让编程者能够直观的看出所要执行的任务。 3.1 程序流程图 该程序是通过对小车两个轮的控制,以让小车通过自动调节重心的方法来保持平衡,通过前后两个光传感器接受外界光的读数的变化,判断现在小车车身的倾斜程度,然后以适当的功率带动车辆向倾斜方向运动适当距离使重心回复到正确位置。

机器人创意论文

机器人发展 全自动无人驾驶汽车创意设计 To Be NO.1 计算机104班晏霞41050358

目录 内容提要: (3) 关键字: (3) 正文: (3) 1.引言: (3) 论文背景: (3) 无人驾驶汽车的意义: (4) 2.论文正文: (4) 远程全程监控系统: (5) 防碰撞系统: (6) 防抱死刹车系统: (6) 应急系统: (6) 自动巡航系统: (7) 车道保持系统: (7) 智能泊车系统: (7) 结束语: (8)

内容提要: 全自动无人驾驶汽车是一次真正的汽车业的一次飞跃,这时人类历史上里程碑的一刻。它被大量的雷达传感器,视频摄像机,激光测距器,计算机演算系统,GPS卫星导航等电子设备全副武装,能全方位感知公路上的交通标志以及车身周围的路况环境并能迅速做出反应。车联网,微处理器与传感器的结合,使汽车能够迅速安全的处理各种复杂的交通状况。可以安全自主的载着没有驾车能力的人,比如老人,小孩,甚至残障人士到达目的地,并且可以自行返回。 关键字: 无人驾驶汽车,传感器,车联网,智能,雷达 正文: 1.引言: 论文背景: 我高中3年的时间,令我感触最大的事就是爸爸妈妈每天早上都会开车送我上学,晚上开车接我回家,风雨无阻,他们浪费了大量的时间与精力在接我送我的道路上,非常的辛苦,是爸爸妈妈的爱与理解给我力量,支持这走过那段不堪回首的时光,那时,我就有一个想法,如果有一辆汽车能够自动每天接我送我上学,而不要爸爸妈妈那么辛苦该有多好啊,今天,通过上了机器人的选修课,无人驾驶汽车的创意在我心里越来越强烈,也越来越清晰。

无人驾驶汽车的意义: 一方面,近年来,随着经济的发展和社会的进步,道路的通行能力、交通的安全性、能源的损耗、环境污染等问题越来越突出。这些问题的解决引发了新的研究和应用的热点,比如自动车辆驾驶,智能交通系统将车辆、驾驶员和道路等基础设施有机的结合在一起。繁重的驾驶工作和驾驶人员的疲劳是交通事故频发的重要原因。车辆在交通拥挤的市区行使驾驶人员必须完成大量的换档和踩离合器的工作,大约在每分钟完成20 ~30 个手脚协调动作。随着经济的发展,车辆拥有量的增加,非职业驾驶人员的人数增多,导致交通事故频繁发生,交通事故已经成为现代社会的第一公害。 交通问题已经成为全球范围令人困扰的严重问题,正因为如此,发明出无人驾驶汽车已经是人们目前迫切的需求,无人驾驶汽车的远程全程监测系统,防碰撞系统,防抱死刹车系统,应急系统,自动巡航系统,自动泊车系统,可以很好的解放人,发展人,更加安全,低碳,环保。从而可以通过计算机控制、人工智能和通信技术实现更好的通行能力和更安全的交通。另一方面,无人驾驶汽车真正做到了解放人们的双手和神经,使汽车真正成为我们生活娱乐与工作的延续,它节省人们大量的时间与精力,同时使没有开车能力的人,比如老人小孩甚至残障人士都可以成为一车之主。 2.论文正文: 从1885年10月,卡尔奔驰设计制造了世界上第一辆三轮汽油汽车,让人类拜托了对马车的依赖,人类不得不掌控各种驾驶技能,并全神贯注的操作这个机器怪兽。 不过,随着新型电子技术的蓬勃发展,相关技术不断融入汽车中正在从根本上对车辆的DNA进行着前所未有的改造,在这场数字化革命的洗礼下,汽车的纯机械时代已经一去不复返。

机器人实验与技术实验报告

机器人技术课程实验报告 题目:机器人灭火 专业:自动化 班级: 101 姓名及学号: 2013年10 月 成都信息工程学院控制工程学院 一、设计目的: 1、通过本课程的学习和训练,了解有关机器人技术方面的基本知识,掌握机器人学所涉及的技术的基本原理和方法,得到机器人技术开发的实践技能训练。

2、巩固相关理论知识,了解机器人技术的基本概念以及有关电工电子学、单片机、传感器等技术。 3、通过使用机器人模型,编程处理机器人运动过程,分析机器人的控制原理,通过对其具体结构的了解。 4、培养自学能力和独立解决问题的能力,熟悉MT-UROBOT图形界面的编程与调试方法,熟练掌握平台的输入输出口进行控制。 二、设计任务: 使机器人能在迷宫内自主行走,能自己编写程序,让机器人完成相应的任务。 三、设计要求: 1、认真阅读教材中第1章和第2章的内容,学会工程项目的建立,应用程序的仿真与调试。 2、利用I/O口和传感器对机器人进行控制。(实验步骤和参考程序可参照使用说明中的第3章及第四章4.3节) 四、系统设计: 1、介绍所使用的硬件情况及工作原理: MT-UROBOT是一种供教学和研究的新型移动智能机器人。开关按钮控制MT-URO MT-UROBOT结构(如下:) OT 电源开关的按钮,按此按钮可以打开或关闭机器人电源。“电源”指示灯按下 MT-UROBOT 的开关后,这个灯会发绿光,这时可以与机器人进行交流了!“充电”指示灯当你给机器人充电时,“充电”指示灯发红光。“充电口”将充电器的相应端插入此口,再将另一端插到电源上即可对机器人充电。“下载口”“充电口”旁边的“下载口”用于下载程序到机器人主板上,使用时只需将串口连接线的相应端插入下载口,另一端与计算机连接好,这样机器人与计算机就连接起来了。“复位/MTOS”按钮这是个复合按钮,用于下载操作系统和复位。当串口通信线接插在下载口上时,按击此按钮,机器人系统默认为此操作为下载操作系统;如果你想使用其复位功能则需要将通信线拔下,按击此按钮,机器人系统认为此操作为系统复位。“RUN”键打开电源后,按击“RUN”键,机器人就可以运行内部已存储的程序,按照你的“指令”行动。“通信”指示灯“通信”指示灯位于机器人主板的前方,在给 MT-UROBOT 下载程序时,这个黄灯会闪烁,

双轮自平衡小车机器人系统设计与制作

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。双轮自平衡机器人概念就是在这样的背景下提出来的。两轮自平衡小车是一个高度不稳定两轮机器人,是一种多变量、非线性、强耦合的系统,是检验各种控制方法的典型装置。同时由于它具有体积小、运动灵活、零转弯半径等特点,将会在军用和民用领域有着广泛的应用前景。因为它既有理论研究意义又有实用价值,所以两轮自平衡小车的研究在最近十年引起了大量机器人技术实验室的广泛关注。 本论文主要叙述了基于stm32控制的两轮自平衡小车的设计与实现的整个过程。主要容为两轮自平衡小车的平衡原理,直立控制,速度控制,转向控制及系统定位算法的设计。通过此设计使小车具备一定的自平衡能力、负载承载能力、速度调节能力和无线通讯功能。小车能够自动检测自身机械系统的倾角并完成姿态的调整,并在加载一定重量的重物时能够快速做出调整并保证自身系统的自我平衡。能够以不同运动速度实现双轮车系统的前进、后退、左转与右转等动作,同时也能够实现双轮自平衡车系统的无线远程控制操作

机器人控制课程论文

机器人控制技术 课程论文 院系名称:电气工程学院 专业班级:控制科学与工程

通过近一个学期的机器人课程的学习,在老师的讲解和自己课下的学习过程中,我对机器人技术尤其是工业机器人有了较为深刻的认识。我掌握了工业机器人基本的发展历程,并了解了机器人的分类和不同场合的性能要求。对于机器人技术有了自己的理解和认识。并认识到我们的机器人技术还有着极为漫长的道路要走,还需要更加深入的技术探索与研发。在生产过程工业机械手是模拟人手动作的机械设备,它可以替代人工搬运重物,在高粉尘,高温,有毒,易燃,放射性和其他相对较差的工作环境。机器人可用于再生产过程中的自动化抓住并移动工件自动化设备,它是在生产过程的机械化和自动化,开发出一种新的设备。近年来,随着电子技术,特别是计算机的广泛使用机器人的开发和生产的高科技领域已成为迅速发展起来的一项新兴技术,它更促进机器人的发展,使得机械手能更好的实现与机械化和自动化的有机结合。 关键词:工业机器人,发展历程,分类,展望,技术探索,基本知识。

摘要 (2) 第一章工业机器人的发展及分类 (4) 1.1 工业机器人的定义 (4) 1.2 工业机器人的发展 (4) 1.3 工业机器人的分类 (5) 第二章工业机器人控制系统 (7) 2.1 工业机器人控制系统所要达到的功能 (7) 2.2 工业机器人控制系统的组成 (8) 2.3 工业机器人控制系统分类 (9) 第三章工业机器人的组成 (13) 3.1 工业机器人系统的构建 (13) 3.2 机器人运动学原理 (14) 3.3 工业机器人工作原理 (16) 3.4 工业机器人主要的驱动系统 (17) 第四章总结 (19)

工业机器人编程技术实训课程标准

工业机器人编程技术课程标准 一、课程基本信息 先修课程:电工技术基础、电气控制与PLC、电子技术基础 后续课程:工业机器人安装与调试实训 课程类型:专业必修 二、课程性质 “工业机器人编程技术”是机电专业的一门专业核心课,是在相关专业学习课程学完后的一门综合性课程。机器人技术是一门跨多个学科的综合性技术,涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多种学科的内容。本课程的先导课程为:“电工电子技术”、“电气控制与PLC”、“机电设备故障诊断与维修”“工业机器人安装与调试”,经过这四门课程的学习,学生已具备机械部件故障诊断与维修方法、机电设备电器控制、电子产品焊装调试、软件编程和机械图和电器原理图的识读能力。已基本具备学习本课程的知识、技能基础。《工业机器人编程技术》后续课程为《自动化工业生产的安装与调试实训》,进一步学习生产自动化的能力与技能。本课程在专业教学与实践工作之间起了承前启后的桥梁作用,是工业机器人技术专业人才培养过程重要的环节。 三、课程的基本理念 以学生为主体,以工学结合为宗旨,以岗位职业能力的培养为重点,目的是强化学生的工程实践能力与创新能力。“工业机器人编程技术”课程在设计教学思路和理念时,采用基于项目教学的课程教学模式。根据专业人才培养目标及岗位群对学生岗位能力提

出的要求,明确课程目标,分析岗位工作过程,确定岗位典型工作任务,并根据典型工作任务整合教学内容,设计相应的实训项目,注重培养学生的专业能力、方法能力、创新能力和社会能力。 四、课程设计 该该课程是依据“机电一体化专业工作任务与职业能力分析表”中的职业岗位工作项目设置的。其总体设计思路是为以工作任务为中心组织课程内容,让学生在完成具体项目的过程中构建相关理论知识,发展职业能力。课程内容突出对学生职业能力的训练,并融合了相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。 通过对课程内容高度归纳,概括了工业机器人系统构成、机器手动操作、机器人编程控制、机器人参数设定及程序管理等,容的组织是由易到难,由浅入深,由基本理论知识到提高知识与技能训练。学生通过学习,基本掌握本课程的核心知识与技能,初步具备工业机器人现场编程能力以及有关的创新创业技能。 五、课程的目标 (一)总目标 本课程以面向就业岗位为导向,结合工业机器人技术能力目标,对本课程进行了知识体系重构。整个学习过程突出了职业性、实践性和实用性的特点。教学知识点由工业机器人的开关机操作到认识示教器,再到手动操作方法、自动运行方法,学习内容逐渐深化。通过本门学习领域课程工作任务的完成,使学生达到理论联系实际、活学活用的基本目标,提高其实际应用技能,并使学生养成善于观察、独立思考的习惯,同时通过教学过程中的案例分析强化学生的职业道德意识和职业素质养成意识以及创新思维的能力。 (二)具体目标: 1、知识:

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