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救援机器人设计论文

救援机器人设计论文
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关于救生机器人的创新性研究

摘要:本文通过全面的介绍救生机器人的创意产生,制造方法和使用方法等全部过程。方法科学,创意新颖,具有较强的可行性,和市场前景。本产品综合了机械设计方面,以及电子技术方面的知识。做到机械和控制的很好的融合。机械方面的创新,主要体现在对机器人越障能力的研发;电子方面,则主要运用了单片机的优越可编程控制能力,和无线电技术的遥控功能。其中产品的最关键技术之一是运用了红外探测仪高灵敏的感测能力。该救生机器人很好的将以上几种技术进行了巧妙融合,起到很好的效果。救生机器人主要应用于,地震、塌方、以及火灾救援的等方面的灾难事故的救生工作中,以期降低人工救援的风险,和提高救援效率。

关键词:履带模块化建模单片机无线电红外探测

5.12大地震的巨大破坏能力,以及其带来的巨大损失牵动了每一个华人的心。在举国上下开展大救援的过程中,作者针对事故现场救援难度大,救援人员生命安全无可靠保证,以及救援速度缓慢等弊端,开发、研制了一款旨在降低救援风险,加快救援速度的救生机器人。本产品制作方法科学,创意新颖,具有较强的可行性,和较好的市场前景。产品综合了机械设计方面,以及电子技术方面的知识。做到机械和控制的很好的融合。机械方面的创新,主要体现在对机器人越障能力的研发;电子方面,则主要运用了单片机的优越可编程控制能力,和无线电技术的遥控功能。其中产品的最关键技术之一是运用了红外探测仪高灵敏的感测能力。该救生机器人很好的将以上几种技术进行了巧妙融合,起到很好的效果。救生机器人主要应用于,地震、塌方、以及火灾救援的等方面的灾难事故的救生工作中,以期降低人工救援的风险,和提高救援效率。

1、机器人动力驱动越障系统的设计

1.1底盘和传动装置的设计

机器人的驱动装置运用了传统的履带式。但在此产品较传统的履带式机器人有了较大的改进。在设计过程中,考虑到救援现场的复杂地形条件,参考了变位履带设计【1】方案,对传统履带式进行了改进设计。设计如图:

错误!

用这种设计可以使机器人有效的适应复杂的地形条件。它可以进行爬楼梯,以及在废墟上行走。其有很好的稳定性和良好的机动性。独立的履带模块有利于机器人提升灵活性,提高了其越障能力。履带模块的尺寸为:450mm ×63mm ×100mm ( 长×宽×高) ,重量约3kg ;进行组合后的总体结构,总长度为800mm ,总重量约12kg 。履带机器人的模块化舱体可根据不同的作业需要搭载不同的传感器和设备。模块化云台用于在侦察作业中实时地返回当前的环境信息;测距传感器用于在行进过程中自主避障;控制系统也采用模块化的设计思想,采用ARM 架构主控系统及模块化的微型控制驱动一体电机驱动器,各个部分单独控制,方便扩展和定制功能。履带模块的机械结构充分考虑了防水和防震要求,方便在各种作业移动机器人系统中作为行走机构使用。但因为采用多个独立的驱动履带增加了机器人自身重量,使其对动力系统和电源供应提出了较大的考验。在这一方面还有待给进。

1.2 控制系统的构建平台

整个机器人有独立的模块,有利于设计和组装。在进行组装的过程中,模块化舱体是后面控制模块搭建的基础平台。在此基础上我们可以,进行拓展设计。考虑到整个机器人的平稳性能,我们将电源安装在舱体的最下面。目的是使其中心降低,有利于在行进中是机器人可以平稳的前进,而不会侧翻。在电源安装解决后我们将在其上面进行其他的如单片机,信号接收和发射器,以及救生机器人中重要的一个环节——即红外探生装置的安装。

2、机器人控制系统的设计

救生机器人采用半独立式的控制方式,即单片机和无线电相互合作控制。采用该概念的设计,主要有两方面的考虑。首先单片机编程,可以很快的对探生装置、信号接收器以及信号传送器进行快速的反应和控制。采用无线电可以有效的控制机器人的运动,实现了人机互动,加强了机器人的可操控性。有利于机器人的环境适应能力,和机器人的工作的高效性。

2.1单片机可编程控制

机器人采用了51hei-5型单片机板进行程序设计。对51hei-5型单片机进行汇编语言编程(源程序未给出)。主要实现以下两个功能:(1)红外探测信号的处理(2)发现目标救援报警信号发声控制。

2.1.1红外探测信号的处理

当红外探测器探测到红外信号后,单片机对其进行分析处理。主要是依据探测到的红外波波长和频率进行比较判断,以确定探测的信号为有生生命所发出的红外波。其次对信号进行放大处理,由于一旦感测到信号并进行比较,判断正确后信号放大可以忽略信号的失真故降低了单片机的工作负担也可以省略一些电子元件的安装设计。放大后的信号将激起报警系统的工作。

2.1.2发现目标救援报警信号发声控制

在接收到放大的信号时,报警系统的电路马上工作,发出报警声提示救援人员进行搜救。系统板硬件连线(1)把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导

线连接到“音频放大模块”区域中的SPK IN端口上。(2)在“音频放大模块”区域中的SPK OUT端口上接上一个8欧或者是16欧的喇叭。程序设计方法(1)生活中我们常常到各种各样的报警声,例如“嘀、嘀、…”就是常见的一种声音报警声,但对于这种报警声,嘀0.2秒钟,然后断0.2秒钟,如此循环下去。(2)由于要产生上面的信号,我们把上面的信号分成两部分,一部分为1KHZ方波,占用时间为0.2秒;另一部分为电平,也是占用0.2秒;因此,我们利用单片机的定时/计数器T0作为定时,可以定时0.2秒;同时,也要用单片机产生1KHZ的方波,对于1KHZ的方波信号周期为1ms,高电平占用0.5ms,低电平占用0.5ms,因此也采用定时器T0来完成0.5ms的定时;最后,可以选定定时/计数器T0的定时时间为0.5ms,而要定时0.2秒则是0.5ms的400倍,也就是说以0.5ms定时400次就达到0.2秒的定时时间了【2】。

设计电路图如下:

2.2无线电控制

机器人采用常见的无线电遥控器装置,用以实现人机互动。在制作时我们将会把无线电接收器安装在机器人探测模块的上面。由于无线电功率有限,所以我们把它安装在整个机器人的顶部以期达到有效控制和反应快速灵敏的目的。在设计时考虑到救援的地形复杂,故我们采用了波长比较大的微波。由波长公式V=Λ.f可知当速度一定的时候,波长与频率成反比。故在选用微波发生器和接收器时,我们选用了低频长波无线电发生接收器。遥控器采用6V的蓄电池供电,考虑到救援时间的很长,为了保障救援机器人可以长时间工作,我们采用功率比较大的蓄电性能比较好的锂电池。遥控器主要可以实现对机器人的运动控制。它

可以对机器人在复杂地形情况下进行前进,后退,左右转等动作,实现避障功能。

3、机器人探生救援系统的设计

人体的体温约37摄氏度,所以会发出波长约为10um左右的红外线,而热释电红外传感器就是靠探测人体发射的10um左右的红外线而进行工作的【3】。交变的红外光照射不断引起传感器的温度变化,导致热释电产生并输出交变信号。在经过放大电路的信号处理放大后,在单片机程序的控制下发出报警声,从而达到目的。当在瓦砾中发现生命体时,机器人就能探测到,以达到救援的快速,高效性。

4、结论:

由国内外地震救援的经验来看,救援的快速性决定了救援工作的成败。被救援人员越快受救,生还的几率也就越大。在救援工作开展过程中,时间=生命所以我们的机器人有很好的实用价值。它综合当代比较先进的红外热释电探测技术和传统的无线电遥控技术,同时还在传统的传动机构上进行了改进。通过运用产品创新技术的模块化建模的理论知识,成功为本产品的创提供了理论依据。本产品应用前景好,制作比较简便,有很大的研究价值。

5、参考文献:

1、王志文,李小强等;《履带式机器人的机构特点》;【J】;2009-5-11 ;慧聪机械工业网。

2、陈国新;《51hei单片机教程》;【M】;第6章第12课;机械工业出版社,2007-05-18 。

3、石国安、商文忠、张晗;《生命探测中的红外技术》【J】;防空兵指挥学院,2008-11-05。

跳舞机器人设计毕业设计论文

课程设计任务书 ( 2015 级) 目录 摘要------------------------------------------------------4 引言------------------------------------------------------5 任务书-----------------------------------------------------6 第一章 我国机器人技术的发展概况------------------------------------7 第二章机器人的总体设计解剖 1.1资料的收集与阐述-----------------------------------------7 1.2机器人工作原理简介 1.总体设计剖------------------------------------------------8 2.伺服电机的剖析--------------------------------------------9 第三章机器人总体设计综述 ---------------------------------12 1、1设计课题的阐述-----------------------------------------12 1、2单片机的选择-------------------------------------------12 1、3主控板部分简介-----------------------------------------12 第四章机器人的总体设计方案与部分简介 1、1设计方案-----------------------------------------------13 1、2各部分功能及原理简介-----------------------------------13 第五章机器人的原理图设计、仿真及电路板制作 1、1机器人的原理图设计-------------------------------------15 1、2电源部分-----------------------------------------------16 1、3稳压电源部分-------------------------------------------16 1、5接口电路部分-------------------------------------------17 1、6单片机最小系统和ISP在线编程---------------------------18 1、9电路板制作---------------------------------------------18 第六章机器人电路板的调试与结论

机器人设计论文

绿化植树机器人设计 摘要: 这个机器人是针对大量绿色植树而设计的,利用机械四足作为其活动方式,机器人通过视频识别系统在有限范围内对地形与植被作出判断,然后通过自动行走系统移动到目标地点前面,再通过机械手取出携带的植物幼苗,通过这个可以360度旋转的机械臂进行种植工作,机械臂可以进行种植、培土、等工作。种植完成后还将用一层可分解的塑料薄膜覆盖植物幼苗,保证其在能够自行成长前的安全。 关键词: 绿化植树、四足行走、山坡作业、视频识别、机械臂操作 设计背景: 地球现在正面临着绿色植被在不断减少的危机,而人类也因为这样要面对日益严峻的环境问题。大量植树还原绿色植被是一个相当重要的手段来解决这个难题,但是依靠人力去做的话,效率始终不够高。所以在这里我想设计一个专门用于大作业量的绿化植树机器人。 设计思路: 这个机器人,是需要面对山坡这样的陡峭地形的,由于特殊的使用环境,机器人的活动方式要求能够灵活的应对颠簸不平的土地,机械四足需要能够根据不同的地势调整四足的高度,确保平稳的行走,这种活动方式才能使机器人轻松到达山崖大部分位置。移动起来必须十分的轻巧,以避免对其他植物的伤害。由于这个机器人对视频识别有着较高的要求,所以必须在这方面有所突破,同时当发现有杂草或者有害植物的时候,还可以通过高温蒸汽将其杀死,来保证种植的植物幼苗的生长。360度旋转的机械臂可以保证种植过程的顺利进行。 详细具体设计方案: 一.整体结构: 1.整个机器人分成上下两大部分,上部分是机械手臂,主要实现机器人的整个种植 操作,下部是机器人的机身和四足,包括:植物幼苗存放仓、红外线距离测量 仪、摄像头、电脑处理系统。 2.机器人是通过电力驱动的,所以必须携带储电池,也是安装在机身。 二.中央处理系统: 机器人的机身将安装一个中央处理系统,作为机器人的大脑,它主要调节机器人三 大系统:机械四足行走系统、机器人视觉系统、机械臂控制系统。中央处理系统要 接收和分析红外线距离测量仪、摄像头、机械臂传感器等反馈信息,以及控制四足 的行进系统、机械臂操作等。 三.机械四足行走系统: 1.机械四足的形状: 一开始的时候,我曾经很困惑于如何把握行走稳定与行走速度之间的平衡,后来设 想出仿人类四肢的关节加上圆形的脚盘这个方案,总体感觉可以满足行走的需要。 2.如何实现行进: 参考了机械小狗的设计,将机械四足连接在机器人的中央处理系统而成为一个整 体,接受中央处理系统的控制。每次改变一个机械足的位置,实现整个机器人的行

管道检测机器人_毕设论文

1 引言 管道运输是当今五大运输方式之一,已成为油气能源运输工具。目前,世界上石油天然气管道总长约200万km,我国长距离输送管道总长度约2万km。国家重点工程“西气东输”工程,主干线管道(管径1118mm)全长4167km,其主管道投资384亿元,主管线和城市管网投资将突破1000亿元。 世界上约有50%的长距离运输管道要使用几十年、甚至上百年时间,这些管道大都埋在地下、海底。由于内外介质的腐蚀、重压、地形沉降、塌陷等原因,管道不可避免地会出现损伤。在世界管道运输史上,由于管道泄漏而发生的恶性事故触目惊心。据不完全统计,截至1990年,国内输油管道共发生大小事故628次。1986到2b00年期间美国天然气管道发生事故1184起,造成55人死亡、210人受伤,损失约2. 5亿美元。因此,研究管道无损检测自动化技术,提高检测的可靠性和自动化程度,加强在建和在役运输管道的检测和监测,对提高管线运输的安全性具有重要意义。 1.1管道涂层检测装置的发展、现状和前景 1.1.1管道涂层检测装置的发展 管内作业机器人是一种可沿管道自动行走,携有一种或多种传感器件和作业机构,在遥控操纵或计算机控制下能在极其恶劣的环境中进行一系列管道作业的机电仪一体化系统.对较长距离管道的直接检测、清理技术的研究始于本世纪50年代美、英、法、德、日等国,受当时的技术水平的限制,主要成果是无动力的管内检测清理设备——PIG,此类设备依靠首尾两端管内流体的压力差产生驱动力,随着管内流体的流动向前移动,并可携带多种传感器.由于PIG本身没有行走能力,其移动速度、检测区域均不易控制,所以不能算作管内机器人.图1所示为一种典型的管内检测PIG[5]. 这种PIG的两端各安装一个聚氨脂密封碗,后部密封碗内侧环向排列的伞状探头与管壁相接触,测量半径方面的变形,并与行走距离仪的旋转联动,以便使装在PIG内部的记录仪记录数据.它具有沿管线全程测量内径,识别弯头部位,测量凹陷等变形部位及管圆度的功能,并可以把测量结果和检测位置一起记录下来. 70年代以来,石油、化工、天然气及核工业的发展为管道机器人的应用提供了广阔而诱人的前景,而机器人学、计算机、传感器等理论和技术的发展,也为管内和管外自主移动机器人的研究和应用提供了技术保证.日、美、英、法、德等国在此方面做了大量研究工作,其中日本从事管道机器人研究的人员最多,成果

救援机器人的人机交互界面设计

救援机器人的人机交互界面设计 摘要 在当今的社会条件下,人机交互界面是用户了解和使用软件功能时直接的也是重要的一个环节。“人机交互界面”是指人机交互中人与机间相互施加影响的区域,是人与计算机信息交互的媒介,凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机交互界面。救援机器人会在极端恶劣的环境下实施救援,这就要求配套的仪器设备非常先进。 本文提出了应用虚拟仪器技术来辅助救援机器人交互界面的优化设计。简要介绍了虚拟仪器技术以及Labview的概念、特点和优势。然后详细阐述了人机交互界面的各功能模块、软硬件结构设计。给出了人机交互和人机交互界面的相关知识,通过运用微软操作系统界面的不短更新换代和手机操作系统的例子,讲述了了人机交互界面的发展历程。最后介绍了基于Labview技术在救援机器人人机交互界面的开发利用,并给出了设计开发的有关步骤,重点是结合救援机器人的特点来综合设计。利用Labview的模块化仿真功能,设计出相应的前面板和程序框图,接着进行调试过程,在程序调试过程中遇到错误,及时查找原因,逐一排查。本文简要介绍人机交互界面设计的一些过程和救援机器人相互结合的有关内容。 关键词:人机交互界面Labview 虚拟仪器技术救援机器人信息交互模块化 ABSTRACT In today's social conditions, human-computer interaction interface is user to understand and use the software function directly is also an important link. "Interface" refers to the interaction between human and machine in the influence area, is the human and the computer information interactive media, where human-computer exchange of information involved in all areas of the man-machine interface. Rescue robots will rescue under extreme conditions, this requires supporting equipment is very advanced. This paper presents the application of virtual instrument technology optimization design to assist the rescue robot interface. Briefly introduced the virtual instrument technology and concept of Labview, characteristics and advantages. And then

搬运码垛机器人毕业设计

搬运码垛机器人毕业设计 Prepared on 22 November 2020

目录1

1绪论 研究背景及意义 随着现代社会科技水平日新月异的变化,机器人技术已经渗透到人类生活中的方方面面,演着不可替代的角色。机器人是多个学科技术综合而成的产物,其应用程度已经逐渐宽广起来研究机器人已经成为了当今时代的趋势。机器人的应用状况已经可以作为权衡一个国家现化程度高低的重要因素。从机器人工作的环境来对机器人进行分类,大体上能划分成两种,就是工业机器人与特种机器人。工业机器人是一种具有良好性能的自动化机械装置,是典型的含有很高科技含量的机电一体化产品。它在提高产品质量、增加经济效益、提高生产率方面起着重要作用。同时工业机器人的发展情况也是日新月异的,所以研发工业机器人是一件刻不容缓的事情。 码垛是随着物流产业的不断壮大而发展起来的一项高新技术,其思想是把物品按照一定规律码放在托盘上,从而能够使物品的存放、搬运、转移等活动变成单元化操作,从而大大提高物流运输的效率。在物料质量不大、尺寸不大、码垛速度要求不高的情况下,码垛工作都是通过人工来实现的。后来为了减轻工人在码垛时的工作强度,产生了托盘操作机、工业机械手等一些比较简单的机械设施。但是随着人们对码垛速度要求的不断提高,传统的人工码垛方式越来越难以达到人们的要求,这种情况下码垛机器人应运而生。 作为工业机器人典型的一种,码垛机器人技术近几年有着非常快速的发展,这样的发展速度和当今世界制造业的小批量、多种类的发展模式是十分吻合的。码垛机器人有着工作能力强、运行速度快、体积比较小、抓取种类多、应用范围广等特点,从而在市场上备受青睐,正因为这些优点,才使得码垛机器人被普遍应用于制造业、码垛、装配、焊接等诸多操作中。 近年来,袋装物品的需求和产量都十分巨大,进而对袋装物品进行运输的需求也在急剧增长。在我国有大量的袋装物品需要进行码垛、卸垛和运输。目前,对袋装物品的火车运输来讲,火车站台卸车、站台码垛、运输装车、运输卸车、库房码垛等工

机器人论文

SCARA平面关节式装配机器人设计与简单编程 姓名:杨群 学校 : 大连民族学院 学院:机电信息工程学院 专业:机械设计制造及其自动化 学号:2008022226

摘要:机器人应用水平是一个国家工业自动化水平的重要标志。本文所谈机器人主要指工业装配机器人,既具有操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置,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自动化生产设备。本文重点介绍了SCARA装配机器人机械本体设计、原理流程图及简单的编程。 关键词:装配机器人设计;原理流程图;简单编程

目录 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 装配机器人现状及发展趋势 (2) 1.2.1装配机器人现状 (2) 1.2.2装配机器人发展趋势 (3) 第二章SCARA装配机器人机械本体设计 (4) 2.1装配机器人系统总体设计 (4) 2.1.1环保压缩机生产线装配机器人功能需求分析 (4) 2.2 机械结构方案设计 (6) 2.3 关节一(大臂)机械结构设计 (8) 2.4 关节二(小臂)机械结构设计 (9) 2.5 三四关节机械结构设计 (10) 第三章原理流程图 (13) 3.1 面向机器人装配设计与规划的集成框架 (13) 第四章简单编程 (16) 4.1 常用编程语言 (16) 4.2 V AL-II语言 (16) 4.2.1 V AL-II语言介绍 (16) 4.2.2 V AL-II系统框图 (17) 4.2.3 V AL-II系统框图说明 (17) 4.3 V AL-II程序举例 (19) 第五章结论与展望 (20) 5.1全文总结 (20) 5.2 后期展望 (21)

机器人手臂机构毕业设计(论文)

浙江工贸职业技术学院 毕业设计(论文)课题名称:机器人手臂机构

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

履带式搜救机器人机械结构设计毕业设计说明书

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手

段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。

智能机器人设计毕业论文

目录 第1章、绪论 (2) 1、1智能机器人技术发展的重要意义 (2) 1、2国内外机器人的发展史 (2) 1、2、1 国外机器人的发展历史 (2) 1、2、2 国内机器人的发展历史 (3) 1、3服务机器人的特点关键技术 (3) 1、4本论文的主要研究内容 (4) 1、5本章小结 (4) 第2章、物体检测与报警机器人的总体设计 (5) 2、1概述 (5) 2、2主要组成 (5) 2、2、1 头部旋转机构 (5) 2、2、2 主体部 (6) 2、2、3 电机 (6) 2、3主要技术参数 (7) 2、4、电机的选型 (7) 2、4、1 驱动机构的组成、 (7) 2、4、2 步进电机的选型比较 (8) 2、4、3 步进电机的选型计算 (9) 2、5蜗轮蜗杆传动的选型设计 (11) 2、6电机的效核.................................... 错误!未定义书签。 2、7轴的较核及联件的选型.......................... 错误!未定义书签。 2、7、1、蜗杆轴的较核、......................... 错误!未定义书签。 2、7、2、蜗杆轴上轴承的选型..................... 错误!未定义书签。 2、7、 3、蜗轮轴的较核、......................... 错误!未定义书签。 2、7、4、蜗轮轴上轴承的选型..................... 错误!未定义书签。 2、7、5、键的较核............................... 错误!未定义书签。 2、7、6、联轴器的选型........................... 错误!未定义书签。 2、8本章小结...................................... 错误!未定义书签。第3章、驱动机构及其控制方式........................ 错误!未定义书签。 3、1、概述........................................ 错误!未定义书签。 3、2步进电机及其控制系统.......................... 错误!未定义书签。 3、2、1 步进电机的工作特性、..................... 错误!未定义书签。 3、2、2 步进电机的开环控制系统................... 错误!未定义书签。 3、3本章小结...................................... 错误!未定义书签。结束语............................................... 错误!未定义书签。

搜救机器人系统的设计与开发

522010年3月中国制造业信息化第39卷第5期搜救机器人系统的设计与开发 张亚萍1,一,马明星 (1.扬州大学机械T程系,江苏扬州225009) (2.泰州职业技术学院机电系,江苏泰州225300) 摘要:对能力风暴搜救机器人的硬件系统和搜救程序的设计方法进行了阐述,然后介绍了搜救机器人的现场调试方法,并对机器人搜救的程序进行了优化,优化结果表明,搜救机器人的搜救速度和效率有了大幅度的提高。 关键词:搜救机器人;系统;程序;设计;调试 中图分类号:TI陀4文献标识码:A文章编号:1672—1616{2010)05—0052一04 AS—UⅡ能力风暴机器人是广茂达公司开发 的机器人平台。它有一个功能很强大的“大脑”和 ~组灵敏的“感觉器官”,不仅可以随着外部环境敏 捷地作出反应,而且还可以与外界交流。它有听 觉、视觉和触觉,会像人一样使用动作和发出声音, 来表达对周围世界的感觉。AS—UⅡ机器人外形 呈圆盘状,微控制器采用Motorola公司生产的 68HCllEl芯片,扩展了32KB的外部静态RAM, 身体周围装有红外、光敏、碰撞等传感元件,底盘上装有2个主动轮和2个导向轮;机器人以12V电源为动力,采用2个直流电机,通过三级齿轮传动降速机构分别驱动2个主动轮,实现机器人的前进、左转、右转等方式的运动,同时利用机器人上的开放式硬件扩展总线ASBUS,可根据自已的设计意图进行传感器、伺服电机等元件的扩展,进一步提高机器人的开发潜力…。 1机器人搜救介绍 搜救场地布置如图1所示,黑色部分代表禁区,圆圈代表障碍物,R代表机器人,B代表寻找目标(信号灯,25W,闪烁臼炽灯)。搜救过程中,黑色禁区的位置是固定不变的,障碍物的位置和个数是变化的,机器人进入场地的初始位置和方位是任意摆放的。 搜救规则:机器人不能进入禁区,离开最外圈禁区,算失败;不能碰撞或推障碍物;找到光源时,停在离光源2.5mm的范围内,在最短的时间内找到光源。 图1赛场布置图 2搜救机器人硬件设计 2.1地面灰度传感器的设计 根据搜救规则,机器人不能进入黑色禁区,因此必须在AS—uⅡ机器人中安装地面灰度传感器,当传感器榆测到黑色区域时,立即改变运动方向,逃离黑色禁区。为此在机器人底盘下方安装了3个地面厌度传感器,安装位置如图2所示。 图2地面灰度安装图 AS—UⅡ机器人中的模拟输入口PE0~PE4 收稿日期:2009—12—11 作者简介:张哑萍(1978一),女,江苏泰兴人,泰州职业技术学院讲师,主要研究方向为数控技术。万方数据

工业机器人设计论文

摘要 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或单调,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。机器人可用于在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,开发出一种新的类型的设备。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,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能够代替人类完成危险、减轻人类劳动强度、重复枯燥的工作,提高劳动生产力。 本设计是关于三自由度的圆柱形机械手。利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。其包括夹持器、小臂、大臂和底座。明确合理的设计思路,确定了机械手工作原理并对然夹持器、气缸、步进电机、轴承进行了校核计算并附带了简图并对零件的质量、重心、惯性主轴和惯性力矩进行辅助设计计算,可以大大减轻在设计过程中繁琐计算及校核步骤。 关键字:机械手,气缸,校核。

Abstract Industrial manipulator is the mechanical equipment which is used in the production process and simulate to the behave of hands with electrical integration. It can carry heavy objects and work in the harsh environment which is high temperature, poisonous ,full of dust, flammable and combustible monotonous and full of radioactive substance instead of people. Manipulator is a automatic device which is used in the automatic production process and it can carry and move things. It is a new device which is developed in the mechanization and automatic production process. In recent years , with the widely used of electronic technique especially the electronic computer. The research and production of robot has became a new technology which is developing rapidly in the high-tech industry . It promotes the development of manipulator. It makes the combination of the manipulator with mechanization and automation become easier . Manipulator can complete the dangerous and boring work instead of people. It can reduce labour intensity of people and raise the labour productivity . This design is a cylindrical manipulator which is related to delta degrees of freedom. It designs and draws the picture with Auto cad software ,it includes holder, a small arm, the big arm and the base. The clear and reasonable thinking determines the working principle of the manipulator . This also checks and calculates the holder, cylinder, stepper motor and bearing. Apart from this , it contains some pictures and design and measure the quality , barycentre principal axis of inertia and force of parts. It can greatly reduce the complicated calculation and check in the design process. Keywords: robot, cylinder, checking

喷涂机械手开题报告图文

喷涂机械手开题报告图文 机器人是一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置。机器人技术作为二十一世纪非常重要的技术,与网路技术、通信技术、基因技术、虚拟现实技术等一样,属于高新技术。它涉及的学科有材料科学、控制技术、传感器技术、计算机技术、微电子技术、通讯技术、人工智能、仿生学等等很多学科机械臂作为机器人最主要的执行机构,对它的研究越来越受到工程技术人员的关注。 一个机械臂系统主要包括机械、硬件和软件、算法这四个部分。到具体设计需要考虑结构设计、控制系统设计、运动学分析、动力学分析、轨迹规划研究、路径规划研究、运动学动力学仿真等部分。对于一套轻便型机械臂的研发,需要把各个部分紧密联系,互相协调设计。随着时代的进步,机器臂技术的应用越来越普及,已逐渐渗透到军事、航天、医疗、日常生活及教育娱乐等各个领域。目前实际应用的绝大多数机器臂都是固定在基座上的,它们只能固定在某一位置上进行操作,因而其应用范围多限于工业生产中的重复性工作。于是实际生产生活中迫切需要一种活动空间大,能适用于各种复杂环境和任务的可移动机器人。由于移动机器人工作空间大、运动灵活等优点,对它们的研究也是越来越多,但是这种机器人很多都是实现移动的,并没有可控制的

手臂,所以没有抓取物体的功能。为了让移动机器人能够完成简单的作业,在它上面安装两只轻型服务型机械臂显的尤其必要。 机械臂的研究最早可追溯到 20 世纪 40 年代,美国Argonne&Oak Ridge 国家实验室开发了用于处理放射性物质的遥控机械操作手。1954 年,美国的 GeorgeDevol 首先把远程控制器的杆结构与数控铣床的伺服轴结合起来,研制出了第一台通用机械臂。1978 年,Devol 的 Unimation 公司(现在叫 Staubli Unimation)推出通用工业机器人 PUMA,标志着工业机器人技术已经完全成熟。这属于第一代机器臂,这类机器臂主要是指能以“示教—再现”方式工作的工业机器人。智能机器人和第一代工业机器人不一样,它具有像人那样的感觉、识别、推理、判断能力,可以根据外界条件的变化,对自己的工作做相应的调整。如果修改程序的原则由人预先给以规定,这种智能机器人便是初级智能机器人,即第二代机器人。这种智机器臂技术也逐渐成熟,走向实用。在工业生产中,许多用于组装的机器臂,便是这类机器臂。 从 20 世纪 40 年代机械臂诞生到现在,已经有 70 多年了,随着时间的推移对机械臂的研究热度非但没有减弱,相反对它的研究是越来越深入。图 1-2 显示出机械臂应用的一些场合。比如:航天、喷漆、弧焊、医疗等都用到了机

一种多功能搜救机器人的设计

2013 届本科毕业设计(论文)文献综述 题目一种多功能搜救机器人的设计 学院电气与自动化工程学院

1.前言 机器人大量生产和进入工业部门,代替人从事有害的生产活动,是新的工业革命特征之一。1982年美国对未来机器人的发展曾用特尔斐法作过预测。预计今后十几年里,非伺服、不可编程序的机器人将绝迹。到1995年,95%的工业机器人为智能、万能和可编程的机器人。其中一项具体预测是,到1990年机器人中25%有视觉功能;20%有触觉功能。在新型装配机器人中,45%为可编程序系统。日本机器人协会预测:八十年代将是日本机器人生产发展的一个重要时期。中国机器人的研究二十世纪七十年代开始的,至今已有30多年,到目前为止大体分为三个时期:摇篮期,规划发展期及拓广发展期。但相对于日本,美国,欧洲等发达国家来说,还处于追赶阶段;美国9.11事件中,其国内主要机器人生产公司和研究机构都组织参加了纽约世贸大厦现场的搜救工作,如南佛罗里达大学机器人辅助搜寻与救援研究中心,MIT的IRobot 公司,美国海军的SPAWAR研究中心,以及具有五十多年历史的Foster – Miller公司等。据时代周刊报道:在最初的十天当中,救援机器人在搜救犬,人工无法抵达的狭小或危险区域找到十余具遇难者的遗体,与现场搜救工作人员找到的数量基本相同,但所花的时间却不到现场救援人员花费时间的一半。而我国在四川地震中,据资料显示,搜救机器人并未得到很好的利用,参加搜救的主要还是以消防官兵及搜救犬。 2.功能论证 按照预定要求,机器人应该满足搜与救两项功能。搜救机器人集成了温度传感器、烟雾传感器,可以辅助反映救灾现场情况,同时可以将这些信息发送到上位机,告知搜救人员搜救时将会遇到的问题。车上装有热释电红外线传感器和无线摄像头,可以进行较远距离的生命探测,告知搜救人员目标位置。同时当车行进到被困人员前,可以向其提供营养液,为正式的救援提供宝贵的时间,这一功能是许多搜救车都没有体现出来的。车上装有机械手,主要帮助搬运压在被困人员身上的物体,同时如搜救车行进途中遇到障碍,也可以使用它进行搬运排除。无线通讯距离长,抗干扰能力强,操作指令丰富并可编程,能满足大量操作需求。其硬件功能框图如下:

工业机器人毕业设计

工业机器人 摘要 在当今大规模制造业中,企业为提高生产率,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重要的成员,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程度极大的工作,工作方式一般采取示教在线的方式。 本文将设计一台圆柱坐标型的工业机器人,用于给冲压设备运送物料。首先,本文将设计机器人的大臂、小臂、底座和机械手的结构,然后选择合适的传动方式、驱动方式,搭建机器人的结构平台:在此基础上,本文将设计该机器人的控制系统,包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、以及控制元件的设计,重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性,最终实现的目标包括:关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。

目录 摘要 1绪论 (1) 1.1 工业机器人研究的目的和意义 (1) 1.2 工业机器人在国内外的发展现状与趋势…………………….. 1.3 工业机器人的分类 1.4 本课题研究的主要内容 2 总体方案的确定 2.1 结构设计概述 2.2 基本设计参数 2.3 工作空间的分析 2.4 驱动方式 2.5 传动方式确定 3 搬运机器人的结构设计 3.1 驱动和传动系统的总体结构设计 3.2 手爪驱动气缸设计计算 3.3 进给丝杠的设计计算 3.4 驱动电机的选型计算

3.5 手臂强度校核 4 搬运机器人的控制系统 4.1 机器人控制系统分类 4.2 控制系统方案分析 4.3 机器人的控制系统方案确定 4.4 PLC及运动控制单元选型 5 结论与展望 致谢

轮胎搬运机器人设计毕业论文设计

(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!) 青岛科技大学 本科毕业设计(论文) 题目 __________________________________ __________________________________ 指导教师__________________________ 辅导教师__________________________ 学生姓名__________________________ 学生学号__________________________

院(部)____________________________专业________________班 _______________________________ ______年 ___月 ___日 毕业论文(设计)诚信声明 本人声明:所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注,论文中的结论和成果为本人独立完成,真实可靠,不包含他人成果及已获得或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 论文(设计)作者签名:日期:年月日毕业论文(设计)版权使用授权书本毕业论文(设计)作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文(设计)的复印件和电子版,允许论文(设计)被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文(设计)全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文(设计)。本人离校后发表或使用该毕业论文(设计)或与该论文(设计)直接相关的学术论文或成果时,单位署

喷漆机器人设计-机身系统设计大学论文

优秀机械毕业设计欢迎下载,学习交流加QQ 197216396 专业机械设计解君之忧 摘要 本文对涂装机器人-机身系统设计展开了研究,阐述了涂装机器人的发展与应用,以及其特点和组成,未来发展趋势。根据任务书要求确定了涂装机器人的总体方案,尤其是机身系统的各个部件的设计计算。电机的选择,齿轮的设计计算以及强度校核,轴的设计计算和强度校核,轴承的选择和寿命校核,以及联轴器的选择和校核,键的设计和强度校核。简述了腰部内部电缆安装方式。最后运用CAD等软件设计图纸并进行结构优化。 关键词涂装机器人总体设计机身设计

优秀机械毕业设计欢迎下载,学习交流加QQ 197216396 专业机械设计 解君之忧 毕业设计说明书(论文)外文摘要 Title Painting Robot - Airframe Systems Design Abstract This article on the painting robot - launched a research body system, described the development and application of coating robot,And its characteristics and composition,Future trends.According to the mission statement calls for the identification of the painting robot's overall program,Airframe Systems Design and calculation of the various components in particular.Motor choice,Gear design and strength check calculation, Shaft design calculation and strength check,Check bearing and life choices,and the coupling of selection and verification,Key design and strength check.Outlined within the cable installation waist.Finally, we use software such as CAD design drawings and structural optimization. Keywords Painting robot The overall design Fuselage design

毕业设计救援机器人中文翻译

研究基于嵌入式控制网络的搜救机器人多传感器信息融合算法摘要:针对在发生灾难情况下完成搜索任务的问题,本文提出了一种基于多传感器信息融合的优化策略。首先,搜救机器人控制系统的硬件电路设计;其次,实现嵌入式系统软件设计;然后,提出了一个聚合作用的卡尔曼滤波模型,它使用本身的卡尔曼滤波器权重调度去提升系统的容错能力和整体的融合性能。更重要的是,Adaboost算法实现了多传感器信息最理想的融合。通过仿真测试实验,去验证机器人在非结构化环境下的横越搜索能力。 索引词:聚合卡尔曼滤波器、信息融合、搜救机器人、嵌入式系统

I. 介绍 世界每年都遭受巨大的自然和人为灾害[1]。这些巨大的灾害导致许多建筑物倒塌和人员伤亡,当灾害发生时,最紧急的事情就是搜索和营救被困在废墟中的幸存者[2]。研究表明,最佳救援时间是48小时以内[3]。然而,复杂和危险的受灾地点给救援人员和幸存者带来巨大的威胁,也使救援行动延迟[4]。 易燃品、爆炸物和风力在灾害中容易引起大火[5]。在一些危险的地区,如核电站、化工厂等[6],如果没有相应的保护或支持,即使是训练有素的专业救援人员也无法正常工作,然而,当他们穿防护装备时,环境感知能力受到限制[7],所以救援工作变得缓慢。 目前,搜索狗是搜索人体气味最有用的工具,但有很多不可避免的问题[8]。根据经验丰富的俄罗斯搜索狗培训团的研究材料,一般来说,培训一只合格的搜索狗至少需要1.5年,而其有效工作时间是最多3年[9]。在工作中,总时间不能超过2小时[10];连续工作时间不得超过30分钟,否则会因为精疲力竭使它对气味敏感性降低[11]。这个缺陷是不能容忍的因为搜救机器人在紧急环境下需要依靠救援狗[12]。在西方,培训和使用一只搜索狗的费用通常是40000美元,然而,搜索狗本能地逃离有危险气体的搜索和救援场景[13]。基于多传感器信息融合的搜救机器人可以很好地解决这些问题[14]。 通过长期的研究,移动机器人在室内规整的环境下导航和定位、路径规划、地图的构建和未知环境的探索基本上是成熟的了[15],但复杂的和未知的非结构化环境下的灾难的场景仍然需要进一步的研究。目前,搜救机器人的主要控制方式是人工操作,完全的自治权还没有实现。自主移动机器人需要多传感器的融合去感知环境信息。它可以根据单一路标沿着指定的路径移动,救援机器人是很简单的安排并且拥有高的灵活性。但是相机捕捉到的图像很容易被射线影响,所以很难构建环境模型。特别是在复杂的环境下,如背景和障碍物的颜色是相似的,判断周围的障碍物是很困难的。而超声波传感器可以弥补这个缺点并且提供距离信息,可是,它现在存在的缺点是不能提供目标的准确方向。 在这篇文章中,基于多传感器信息融合的自主搜救机器人在灾难发生的地点代替传统的搜救队进行特定目标的搜寻工作。嵌入式控制系统软件设计基于完整的救援机器人硬件系统。我们融合多传感器单信息微型相机和超声波传感器实现自治多移动机器人的避障。基于Adaboost算法实现了聚合卡尔曼滤波最优融合。

机器人程序设计论文

机器人程序设计论文 【摘要】 智能电脑机器人活动包括机器人的结果设计与搭建,机器人控制程序的编写,机器人的调试与实践等几个阶段。其中,机器人控制程序的编写在机器人整个活动当中,占有主要角色的地位,而机器人程序编写的过程,也是学生的思维相对活跃的时期,正因为此,学生发生思维定势效应的机会很多,这些效应将会对机器人将来的运行产生各种各样的影响。本文就机器人教学活动过程中,学生在编写程序时,因为思维定势,产生误差,致使机器人的运行没有按照预想实施的这一普遍现象,展开分析,并探讨解决方法。 【关键词】思维定势 ;机器人;思维惯性;创新;程序设计; 【正文】 现代社会变化的速度,是历史上任何一个时代都无法比拟的,今天适用的方法明天不一定适用;此地适用的方法,彼地不一定适用。创新已经成为时代的一个主旋律。要破除思维定势,弘扬创新思维,才有可能采撷到丰硕的果实。而我们在一定的环境中生活,久而久之就形成了一种固定的思维模式,心理学中称之为思维定势。本篇文章来自资料管理下载。学习中,当某些知识结构较之其他知识结构更容易让人想起时,就会发生定势效应。在必要的时候利用思维定势,在特定的时刻,打破思维定势,人们解决思维空间将变得更加开阔。 一、思维定势及其负面影响和表现 对于长期在“应试教育”环境下成长的学生来说,因为心理年龄小,心理发育还没有完全成熟,对事物的分析、判断比较直接简单,所以更容易发生定势效应。其创新思维能力的开发普遍存在着两大障碍:

1) 思维定势的障碍。解决问题时思维局限在某一处,跳不出自己设定的思维圈子,也就是常说的思维进牛角尖。 2) 思维惯性的障碍。习惯性思维或传统性思维在思考一个问题的时候,顺理成章的按照自己原来习惯的想法去处理,不会考虑是否还存在其他更好的解决方案。 二、编写程序中,思维定势的具体影响及原因 电脑智能机器人控制程序有很多种,有使用汇编语言的,也有使用高级语言的,但对于学生来说,图形化的、直观的程序语言更容易被接受、理解和应用。在这里,我就利用其中的一种图形化程序来论述在程序设计中思维定势的影响。 一)由于机器人程序语言的一般属性,在编程时,思维定势产生的影响。 就机器人编程而言,比如说,学生在编写程序时,会一边编写程序,一边想象机器人运 行的情景。学生会很容易的把程序编写的顺序,程序执行的顺序,机器人运行的顺序统一起来,事实也确实如此。这种思维定势是有利于活动开展的,但在某些时候,就会是负面的效应,如,机器人的动力由左右电动机输出,两部电动机同时逆时针转动,就是机器人 “前进”,一部逆时针转动的同时另一部顺时针转动,就是机器人“左转”或者是“右转”,转动的时间都由“延时几秒”来控制,按照一般我们的思维,会自然的联想到实际生活中车辆在十字路口的拐弯,于是,学生在程序中输入完成后,就会自然的想到机器人会左转90度角,这时,就不再考虑用“延时几秒”来调节 “左转”,造成的结果就是,机器人一动不动。还有,在机器人程序语言中,“停止”是机器人的一个动作反应,是一个时间点,而在人的头脑中,“停止”是一种状态,是一个时间段。人和机器人在此“无法理解”,有的学生这样编程序:“前进”、“延时4秒

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