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乐高机器人设计

LEGO机器人

设计

组员：

时间：2015年9月14日

项目概述

一、项目背景

乐高机器人是一门涉及工程学、机电、物理、建筑、数字动力、电脑编程为一体的以培养我们综合性，创新性思维为宗旨的综合性多元化实践类学科。它的设立，在于充分弥补我们在课堂学习中，缺乏实践，缺少动手机会的缺点，强有力的锻炼我们的创新思维和动手能

力，对团队协作能力也进行重点培养。教师在授课时，应在严格遵守大原则的情况下，灵活讲授各种知识，做到涉猎广，实用性强，趣味性强的教学特色，真正学到有用的知识，培养起举一反三的实践能力！

培养我们的创造性思维方法，设计、搭建新型的机构或装置；

引导我们运用乐高机器人套件，设计、制作智能机器人，提高我们的观察分析、动手、创造能力，培养他们的参与、竞争、实践与协作意识；

加强我们对机电一体化的实践认识，培养我们的创新意识及综合设计能力，并通过设计乐高机器人实现计算机和机器人控制的快速入门。

二、需求分析

1.问题陈述

机器人玩具以其娱乐性、智能性以及易操作性在青少年中已经拥有了广泛的市场。同时，在教育领域，随着“玩中学”理念的深入人心，机器人玩具在信息技术、数学、自然科学等教学领域上得到了广泛的应用。如今，机器人作为中小学教育的载体得到了更多人的重视，其应用也愈发广泛。为适应这一国际发展趋势，世界著名玩具制造商丹麦乐高公司推出了一款比史上任何机器人都“更聪明、更强壮、更人性化”的机器人玩具。

乐高公司将一种名为LEGO language的适合学生学习的简单程序语言与机器人玩具结合在一起，学生只要点选简单的图形就能依照想象随意设计计算机程序。这些产品设计使得机器人能够更快更生动更准确地与玩家进行互动，玩家在体验过程中的兴趣得到不断提升。

2．方法

市场分析

我国现今岁以下儿童有3.6亿左右，占人口的比重约20%。目前我国儿童消费已经占到家庭总支出的30%左右，全国0~12岁的孩子每月消费总额超过35亿元。但我国14岁以下的儿童和青少年人均玩具消费仅20~30元人民币，其中我国城市儿童人均玩具消费为元，农村儿童人均玩具消费不足元，远低于亚洲儿童人均玩具消费美元和全世界儿童人均年玩具消费美元的水平。独生子女在关注孩子成长的花费方面表现出两个特征：一是舍得在孩子身上投入；二是越来越重视儿童的素质教育，这将会带来一个全新的儿童玩具消费时代。

随着人们生活水平的提高，人们消费需求也逐渐随之提高。现如今我国玩具市场上销售的玩具大部分处于中低档次，高档次的玩具还未成为消费主流，可以说高档次玩具市场在我国有着巨大的发展空间。如果中国玩具达到亚洲平均水平，市场规模将突破亿人民币。由此可见，乐高玩具作为一个世界知名的高档次智慧型玩具品牌，在中国的消费空间是极大的。

人群需求分析

现代青少年普遍承担着繁重的学习压力，不仅课堂教学模式枯燥，课后老师

还会布置大量作业，孩子玩乐时间逐渐减少。而现代中国家庭通常只有一个孩子，

家长将所有希望寄托在孩子身上，无形巾又增加了孩子的压力，如何让教学目标

得以轻松有趣的展现是现代教育需要重视的问题。乐髙机器人的学习过程完美的实现了这一特点，其本身就是一个有趣的形象的探索性的快乐体验过程，摆脱了枯燥的书本学习模式，让学习者得以亲身体验，动手实践，且没有刻板的框架约束。所有玩家都可以自由发挥想象力、创造力，在互动中体验成就感，自我满足感，让玩家在不知不觉中既获得了知识，又激发了学习热情。同时，乐高机器人也具备书本所无法提供的知识，充分整合了物理，运动，人体等各个方面，满足青少年多样的求知欲，拓宽了知识领域。玩家既可以独自体验，也可以和其他人共同协作，在合作中学习交流，结交朋友，增进友谊，培养独生子女的团队协作能力与领导服从能力。乐高机器人一年一度的FLL和WRO比赛，还让玩家充分体验体育竞技精神，在成功与失败的体验中变得坚强和自信。

3.解决方案

乐高的教育理念以支持学习过程的四个阶段为目的,将教育解决方案设计成一个富于成效的过程。乐高将学习过程分为联系、建构、思考和继续四个阶段,其英文表达为CONNECT、CONSTRUCT、CONTIUE和CONTEMPLATE,简称为4C。四个阶段循序渐进,循环往复,形成螺旋式的发展过程。

“造型之美”与“生命之美”在机器人玩具身上汇聚，当我们赋予了机器人玩具以生命，玩具从此不再只是没有互动的摆设，互动使玩具与玩家之间建立了一种超越传统关系——人机交互。从此，机器人玩具成为了我们的“朋友”，成为我们生活中的一部分。

三、概要设计

在实现那些说过的功能的基础上，还要考虑用户属性“孩子”所以在外观，结构上都要体现出出于对孩子的照顾，比如加入圆角处理，或者在外表形态上做出改变，例如虽然还是机器人，但套上毛绒熊的外套就会不杨了，这样产品也就可以同样适用于女孩了。

四、详细设计

乐高机器人的核心部件，是控制中心。实现语言动作的传输。所有的语言程序都读入里面。来实现操作。完成各式各样的动作和功能。

1、结构设计：

（1）模块化：被控对象模块化结构，可组成不同的机械结构和机电系统，为创新实践实验提供方便；

（2）系统化：提供全面的教学资料、利于培养小孩子的动手能力。

2、功能设计：

（1）实现行走的功能；

（2）实现跳舞、唱歌的功能；

（3）实现语音控制功能；

物料搬运机器人手的系统设计

天津大学毕业设计中文题目：物料搬运机器人手部系统的设计英文题目：Material handling system design robot Hand department 学生姓名系别机电专业班级 2 指导教成绩评定 2010年6月

目录 1 引言 (1) 1.1 机器人概述 (1) 1.2 机器人的研究历史及现状 (1) 1.3 机器人的发展趋势 (2) 2 手部的设计与计算 (3) 2.1 手部的设计 (3) 2.2 驱动方式 (3) 2.3 手部夹紧力的计算 (5) 2.4 弹簧的计算[6] (5) 2.5 手部电机选择原则【7】........................... 错误！未定义书签。 2.5.1 一般执行电机的选择原则...................... 错误！未定义书签。 2.5.2 电机的选用.................................. 错误！未定义书签。 2.6 手部电机参数计算.............................. 错误！未定义书签。 2.7 电机转速与夹紧力速度几何关系的确定............ 错误！未定义书签。 3 手臂的设计与计算............................... 错误！未定义书签。 3.1 手臂结构设计.................................. 错误！未定义书签。 3.2 手部质量计算.................................. 错误！未定义书签。 3.2.1 爪子的质量计算.............................. 错误！未定义书签。 3.2.2 手部外壳质量计算............................ 错误！未定义书签。 3.2.3 手部主轴的质量计算.......................... 错误！未定义书签。 3.2.4 其它部件的质量估算.......................... 错误！未定义书签。 3.3 手臂计算及电机选择............................ 错误！未定义书签。 4 结论.......................................... 错误！未定义书签。【参考文献】................................... 错误！未定义书签。致谢............................................ 错误！未定义书签。附录1：英文文献 .................................. 错误！未定义书签。附录2：英文文献翻译 .............................. 错误！未定义书签。

自动搬运机器人设计开题报告

本科毕业设计开题报告题目：自动搬运机器人设计院（系）：电气与信息工程学院专业：电子信息工程班级：姓名：学号：指导教师：开题报告日期：2012年12月25日

填写说明一、开题报告应包括下列主要内容： 1．研究目的和意义； 2．国内外发展情况(文献综述)； 3．研究/设计的目标； 4．研究/设计主要内容； 5．时间进程； 6．参考文献。二、开题报告字数应不少于2.5千字。三、开题报告时间应最迟应于开题答辩后一周上交。四、若本次开题报告未通过，需在1个月内再次进行开题报告。五、开题报告结束后，评议小组给出开题报告成绩，由教研室归档。六、双面打印。七、此表不够填写时，可另附页。

黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题目自动搬运机器人设计 1、研究目的和意义本课题最终目的在于研制机器搬运取代人工搬运工作，由于现代工业的迅猛发展，使得机器人已被越来越多的应用到科技、生产加工、服务等各个领域，并将有着更加广泛的发展，机器人的研制和生产已迅速发殿起来的一门新兴的技术。机器人是提高生产效率、改善产品质量的重要工具。将机器人应用于生产具有如下优点: 以提高生产过程中的自动化程度，有效的完成工业生产的各种操作流程，以及人工所不能完成的一些操作，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本；以改善劳动条件，避免人身事故，在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而搬运机器人即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故；可以减轻人力，并便于有节奏的生产，代替人进行工作，直接减少人力劳作，同时由于还可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产，是现代机械工业发展的必然趋势，通过机器人及搬运机械手结构设计的分析研究，熟悉了机器人设计分析的思路和流程，了解了我国和世界其他各国机器人的发展水平和现状，认知了当今机械行业的最新前沿科技，检测了自己在分析理论和解决实际问题上的能力，为日后的研究工作打下了良好的基础。 2、国内外发展情况(文献综述) 自从20世纪60年代初人类制造出第一台工业机器人以后，机器人就显示出了极强的生命力。经过四十年的迅速发展，在工业发达国家中，工业机器人已经广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等诸多领域中。机器人的分类方法有多种，按其应用可分为，工业机器人、军用机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、空间机器人和娱乐机器人。作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人是机器人中的一个重要分支，是机器人领域的重要研究发展方向，对工业机器人运动轨迹规划和控制的研究，一直受到人们的普遍关注。工业机器人已经成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志，搬运机械人的是工业机器人的一个重要分支，它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。目前，对机器人技术的发展有最重要影响的国家是日本和美国，美国在机器人技术的综合性水平上仍处于领先地位，日本生产的机器人数量和种类则居世界首位。我国发展机器人技术起步于20世纪70年代末，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人。但是我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离。总体来说，我国仍是一个机器人设备的消费市场，行业市场处于发展壮大中，因此，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，搬运机器人就是为实现这些工序的自动化而产生的。搬运机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。国外在这方面的运用不仅在单机、专机上采用，以减轻工人的劳动强度，并和机床共同组成一个综合的数控加工系统。同时研究采用摄象机和力传感装置和微型计算机连在一起，能确定零件的方位达到准确搬运的目的。所以搬运机器人以及搬运机械手的研究发展是我国现代化工业发展的必然趋势。

乐高教案

教学内容（课题）初识乐高积木与乐高交朋友:了解机器人、教学目的知识与技能：认识新环境中的新朋友，成立团队，激发兴趣，热爱生活，热爱科技，建立自信心。过程与方法：介绍乐高机器人，多媒体展示以往机器人比赛片断，制定公约，展示机器人套装。教学重点及难点重点：适应新环境，建立团队，认识乐高机器人。难点：让学生主动发挥联想，积极动手实践，激发兴趣，发挥联想，以机器人结合生活应用，参与讨论表达教学过程。一、提问（12分钟） 1、大家能说说，什么是机器人吗? (认知过程) 抢答提问后，老师作引导性说明。 GOOGLE 网络定义：机器人是自动控制机器（Robot ）的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械（如机器狗，机器猫等）。机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，从60年代初问世以来，经历四十多年的发展已取得长足的进步。在制造业中，工业机器人甚至已成为不可少的核心装备，世界上有近百万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上。机器人的出现是社会和经济发展的必然，它的高速发展提高了社会的生产水平和人类的生活质量。 2、大家所见到过的机器人有? (记忆发掘，联想) 服务机器人可以为您治病保健、保洁保安；水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆；工程机器人可以上山入地、开洞筑路；农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫；军用机器人可以冲锋陷阵、排雷排弹…… 3、机器人能为我们做些什么? (结合生活发挥联想) 在现实生活中有些工作会对人体造成伤害，比如喷漆、重物搬运等；有些工作要求质量很高，人难以长时间胜任，比如汽车焊接、精密装配等；有些工作人员无法身临其境，比如火山探险、深海探密、空间探索等；有些工作不适合人去干，比如一些恶劣的环境、一些枯燥单调的重复性劳作等……这些人们干不了或干不好的领域变成了机器人大显身手的舞台。 4、为什么我们要学习机器人，创造机器人人? 机器人能为而类服务。能帮助我们做一些人类比较困难或者无法解决的问题。例如以上所说的，深海探密、空间探索等。 5、机器人需要吃饭吗?(引发兴趣，开口讨论) 情感态度与价值观：开拓视野，激发对科技的兴趣，热爱生活。教学重点及难点点重点：适应新环境，建立团队，认识乐高机器人。应用，参与讨论表达。提问（12分钟）

关节型搬运机器人设计..

关节型搬运机器人设计摘要随着现代工业机器人技术的发展，工业机器人的使用迅速增长。本文通过对国内外工业机器人的分析，并结合搬运所需要的条件，设计出了工厂自动化生产和生产线使用的搬运机器人。本文着重对搬运机器人的总体设计方案、机构及控制系统从理论上进行了详细的分析和设计。在搬运机器人总体设计中，采用了应用最为广泛的平面关节型；在机构设计中，主要设计了搬运机器人末端执行器、手腕、手臂和腰的机械结构；在末端执行器设计上采用了一种具有接近觉、接触觉及滑动觉的初级智能机械手；在控制系统的设计中，采用可编程控制器（PLC）进行控制，并对控制系统的硬件原理做了分析，对PLC 的程序也进行了编译；在驱动系统设计中，采用了气动和电机两种驱动方式，主要动作采用电机驱动。关键词：搬运机器人，三感觉机械手，可编程序控制器 Design of the joint transporting robot Abstract Under the development of the modern industrial robot’s technology , the use of industrial robot increases rapidly. Through analyzing the domestic and foreign industrial robots, combing the conditions of the transportation, the transporting robot for the factory automation produce and the production line is designed in this article. The emphasis on this article is to analyze and design the transporting robot in theory. The analytical objects include the total scheme, the mechanism design, and the control system design. In the total scheme design, the most wildly applied plane joint type is chosen. In the mechanism, the transporting robot’s end-effector, the wrist, the arm and the waist are mainly designed. A kind of the approaching sense, the contact sense and the skidding sense primary intelligence manipulator is adopted in the end-effector; In the control system, the programmable controller (PLC) is used, the principle of hardware is analyzed and the programs in PLC are compiled. In the actuating system, two driving types are used which include the pneumatic operation and the motor. The main movement is driven by the motor. Key words: Transporting robot, three feelings manipulators, programmable controller （PLC）

乐高机器人考试教案资料

乐高机器人考试

全国青少年机器人技术等级考试测试试卷（一级）分数：100 题数：45 总体情况姓名开始时间结束时间用时(分钟) 得分得分率是否通过考试状态 JQR 2018-03-11 12:33:38 2018-03-11 12:33:44 0.08 *** *** *** 已提交一、单选题(共30题，每题2分，共60分) 1. 如下图齿轮组所示，齿轮1的直径是20,转速为100rpm，齿轮2的直径是40，齿轮3的直径是10，当齿轮1为主动轮时，齿轮3的转速为 A. 50 B. 100 C. 200 D. 150 2.下列说法正确的是 A. 只要是利用杠杆原理的，都是省力杠杆。 B. 千斤顶利用了杠杆原理，为了省力。

C. 推动带有四个轮子的货车是利用了杠杆原理。 D. 生活中无费力杠杆。 3.下列人物形象中，哪一个是机器人？ A. B.

C. D. 4.当阻力作用线到支点作用线的距离大于动力点到支点的距离时，杠杆 A. 省力 B. 费力 C. 既不省力也不费力 D. 以上答案都不对 5.如下图中，动滑轮有（）个。

A. 1 B. 2 C. 3 D. 0 6.木工师傅使用斧头作为工具，是利用（）能省力的原理。 A. 滑轮 B. 轮轴 C. 斜面 D. 杠杆 7.在日常生活中，用10N的拉力不能提起重15N的物体的简单机械是 A. 一个定滑轮 B. 一个动滑轮 C. 杠杆 D. 斜面 8.机器人的英文单词是 A. botre B. boret C. robot D. rebot 9.关于轮轴的描述，下列说法正确的是

搬运机器人设计

搬运机器人设计班级：姓名：学号：

搬运机器人能够模仿人手部的部分动作，按照设定的程序、轨迹和要求，代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，实现一些人工不可能完成的工作，这不仅可以使人手避免出现可能的危险情况，保障生产安全，还能促进工作线的流水化，提高了工作效率，降低了劳动强度，改善了劳动环境，已经成为现代制造业中不可或缺的一种自动化装置。本机器人用于生产线上工件的自动搬运，下图为机器人动作示意图，机械手按下述顺序周而复始地工作：根据对机器人的工艺过程及控制要求分析，机械手的动作过程如图所示：

一、搬运机械手总体结构设计（1）该机器人采用圆柱坐标型，具有三个自由度，即手臂的伸长、缩短，手臂的上升、下降和整体旋转。（2）该机器人采用液压驱动，其具有体积小、质量轻、结构紧凑、传动平稳、操作简单、安全、经济、易于实现过载保护且液压元件能够自行润滑等一系列优点。（3）在控制方式选择上，由于其功能只是在两个传送带之间搬移工件，运动简单，控制要求不高，因此采用点位控制方式。（4）此搬运机器人是在两个工作台之间搬运工件，其动作比较简单，选用电位器进行定位。（5）此机器人应用于自动生产线上，因此，它应该能够按照控制程序自动运行,即具有自动运行模式。二、搬运机械手机械结构设计 1、机身设计因为圆柱坐标式机器人把回转与升降两个自由度归属于机身，所以设计回转与升降机身，选用旋转液压缸与升降液压缸单独驱动的回转型机身，如图1所示，升降液压缸在上，旋转液压缸在下。 2、臂部设计采用双导向杆的臂部伸缩结构。缸体直接固定在升降立柱上，活塞杆与两根导向杆连接一起组成伸缩臂，由于活塞杆与导向杆全部藏在缸体内，油管也从活塞杆内部通过，其特点是结构

搬运机器人结构设计与分析设计说明

搬运机器人结构设计与分析摘要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，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。本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论，对原有的机械结构提出了新的改进方法，并把现在的新技术应用到本课题中，从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状，提出了具体的搬运机器人设计要求，并根据搬运机器人各部分的设计原则，进行了系统总体方案设计以及包括：机器人的手部、腕部、臂部、腰部在的机械结构设计。此搬运机器人的驱动源来自液压系统，执行元件包括：柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动，进而实现搬运机器人的实际作业。关键词：搬运机器人；液压系统；机械结构设计；操作

Abstract In the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work. The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts, for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot. Keywords：Transfer robot；Hydraulic System；Mechanical Design；Operating

智能搬运机器人设计

简易搬运机器人设计摘要：该设计主要是针对第十届全国机器人大赛比赛要求设计，具有手动自动的搬运固定物体的能力。大体分为机械部分和电子质控部分，机身采用铝合金框架结构，使用三角全向轮作为底盘，制控部分由DSP2812作为主CPU与下位机进行并行通信控制系统。关键词：铝合金；全向轮；上位机；下位机；DSP2812；并行通信。 Manual Control Robot Design of Simple Handling Robotics Abstract:The design is directed to rules of Tenth National Robotics Competition, witch has manual operation and automatic operation.This robot roughly decompose mechanical parts and electronics parts.Aluminum cover all robot,it is base use triangle with mecanum.Control part use DSP2812 as the main CPU and lower CPU use mega128,use parallel communication contact main and lower. Keywords:Aluminum; Mecanum;DSP2812;Lower CPU;Main CPU;Parallel Communication

目录 1 前言 (1) 1.1 选题背景 (2) 1.2 设计的研究内容与意义 (2) 2 方案的设计 (3) 2.1 总体方案的设计 (3) 2.2 运动控制 (4) 2.2.1 全向轮结构和特性 (4) 2.2.2 以全向轮为基础的三角底盘 (5) 2.2.3 升降机构的特性（结构简图见附录） (7) 2.2.4 夹取机构特性（结构简图见附录） (7) 2.3 电子功能模块的选择和特性 (7) 2.3.1 伺服器 (8) 2.3.2 编码盘 (12) 2.3.3 光电传感器 (14) 3 中央控制系统 (16) 3.1 CPU的选择与软件控制 (16) 3.1.1 主CPU的选择 (16) 3.1.2 C28x系列芯片的主要性能如下 (16) 3.1.3 DSP电源模块 (18) 3.2 下位机的功能简介 (19) 3.3 DSP的最小工作系统以及采样 (19) 3.3.1 DSP2812的最小工作系统原理图 (19) 3.3.2 DSP对码盘的采样以及定位算法 (20) 3.3.3 DSP对传感器采样 (23) 3.4 下位机的工作以及与主机通信 (25)

乐高机器人教案模板

乐高机器人活动教案课程名称百变工程日期2015.3.20 教师活动课题建筑工地学员活动目标知识目标： 1.了解塔吊的作用 2.学会什么是中心点（重心） 3.掌握什么是平衡能力目标： 1.了解能够找到平衡的中心点 2.掌握用基础零件搭建平衡支架 3.熟练掌握积木块、梁、轮轴和轮运用 4.会利用车轮等零件搭建稳固能够运动的塔吊情感目标：合作意识，情感交流与小朋友一起建筑工地。关键词汇建筑工地、工头、铲、钻孔、设备活动材料9206早期技术工程组合、9090duplo大型散件组合、安全警示牌剪纸活动步骤学员操作备注联系导入：小朋友都见过高楼吗，你们见过最高的楼有几层呢，那么高的楼是怎样盖起来的呢？工人叔叔是在在建筑工地上盖大楼的，他们都是怎么工作的呢？那么多的砖、很重的水泥板怎么远送到那么高的地方去？塔吊！【提出问题】出示图片，让学生仔细观察。 1.塔吊有几个臂？ 2.为什么有两个呢？ 3.塔吊为什么能够站的住不到？ 4.你还学过见过哪些类似的呢？看了图片中的塔吊你也一定能够搭建一座自己设计的塔吊。情景引入，诱发联想。小朋友回答吊上去等各种各样的答案，，引出主题“塔吊”。专门建楼的地方就是工地提出问题，使小朋友注意力集中，依次回答老师提出的问题。 1.两个臂 2.不容易到，保持平衡 3. 铲、钻孔等其他设备引发兴趣，积极动手。情景导入，开阔思维，有利于小朋友顺畅地搭建自己没有见过实际工地上的塔吊。

建构1.【提出要求】 2.搭建塔吊，怎么才能把塔吊搭建的很高呢？（用积木块或机械臂） 3.【试一试】 4.塔吊搭建完成后请搭建工地上其他的建筑设备，如：车、铲、钻孔等。 5.【想一想】 6.①我们之前还学过什么样的车，这些车能放在建筑工地里吗。 7.②自己搭建的塔吊是否能够保持平衡？ 8.【展示】 9.请小朋友们讲述自己的工具车是什么车？是怎么工作的？并演示一下。 10.【搭建拓展】 11.将塔吊搭建成可移动的塔吊车。 1.使用积木块累建塔吊的主体，注意砖结构，搭建的过程中要求稳固； 2.使用机械臂架搭建塔吊的“平衡”臂，搭建的过程中注意中心点，不能歪也不能倾斜； 3.使用驾驶舱等零件，搭建与实际中接近相像的塔吊。 4.搭建完成后请小朋友自己在塔吊的一边试着吊挂一些“重物”。 5.使用轮搭建小车，用4 个轮子保持平稳。因小朋友一般都没有机会自己的到工地上亲自见到塔吊，所以即便是在图片的引导下也不能够完成搭建。此处搭建时要对动作慢的小朋友降低要求，只要能够平衡即可。反思如果你搭建的塔吊挂上重物后向一边倾斜是为什么，怎么解决？因为重心不稳找平衡延续工地上有很多的建筑工具，其他人进去会非常危险，不安全！小朋友们搭建一个围栏，并把安全警示标签放到积木上，请大家把自己的车开进工地去。如：本本的铲车米多的推土机强强的挖掘机 ,, 1.一起用duplo积木和栅栏搭建一个建筑工地围起来，中间散放一些 2*2的积木块。 2.用积木制作一个“安全警示”牌。建筑工地安全吗？工人叔叔都是怎么保护自己的呢？（安全帽），提醒小朋友们平时不要去建筑工地上玩，很危险。

乐高机器人教案

乐高机器人教案文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

乐高机器人—齿轮篇教案在机器人的设计中，机械结构是完善系统的一个重要因素。要认识各种各样的传动机构，了解其工作原理及其优缺点，什么时候用哪种传动系统最有效等，从而设计出出色的机器人系统。简介齿轮是机器中很重要的部件，它几乎是机器的象征。探索齿轮的一种非常有用的特性：将一种力魔法般的转换成另外一种力。介绍一些新的概念——速度、力、扭矩、摩擦力；还有一些简单的机械理论基础。认识齿轮和简单杠杆之间的相似点。齿数的计算一般用中至少需要两个齿轮，如图所示，为两个普通的乐高齿轮：左边是8齿齿轮，右边是24齿齿轮。齿轮的最重要属性就是它的齿数。齿轮是根据齿数分类的：它的英文缩写就代表它的名字，例如24齿的齿轮可以表示为24t 。图一个8齿和24齿的齿轮例子中使用了8齿和24齿的两个齿轮，分别固定在一根轴上。两轴与一带孔梁相配合，两孔间距两个乐高单位（一个乐高单位就相当于相邻两孔间距），现在一手拿住梁，另一手轻轻地转动其中一根轴，注意到的第一个特性：当转动其中一根轴时，另一轴也同时转动，因此，齿轮的基本属性就是可以将运动从一根轴传到其它轴上。第二个特点是你不需要用很大的力去转动它们，因为齿轮间配合相当紧凑，摩擦力很小，这也是乐高工艺系统大特性之一：部件之间配合精度高。第三个特点是两根轴反向转动：一

个顺时针，一个逆时针。第四个特点：也是最重要的特性，就是两根轴的旋转速度不同。当转动8齿齿轮时，24齿齿轮转动得很慢；而24齿的齿轮转动时，8齿齿轮转动得很快。加速和减速传动先转动大齿轮（24齿），它的每一个齿都与8齿的两个齿啮合的很好。当转动24齿，每一次在齿轮的接触面一个新齿取代前一个齿时，8齿也刚好转过一个齿，因此，大齿轮转过8个齿（24齿的齿轮）就可以让小齿轮转过一圈（360度）。当大齿轮再转过8个齿时，小齿轮又转了一圈。在你转动24齿齿轮的最后8个齿时，8齿齿轮转过第三圈。这也是两轴产生不同速度的原因：24齿齿轮转动一圈，8齿齿轮转动了三圈！我们用两个齿轮齿数之比来表示两者的关系：24比8。经过简化，得到3:1。从数字来看，24齿齿轮1转就相当与8齿齿轮的3转。由此，我们得到一种加速的方法（从技术角度来将应称为角速度，而不是速度）。这时候你可能会想到在竞速小车上使用巨大的传动比。遗憾的是，在力学中有得必有失，获得了速度，同时就减少了扭矩，简单的说，就是在力量上的损失会转化为速度——速度越快，扭矩就越小。比率也相同：如果获得了三倍的角速度，你的扭矩会减小到原来的1/3。齿轮有一个有趣的特性：扭矩和速度的转换是对称的，你可以将扭矩转换成速度，反之亦然。当系统增加速度而减小扭矩时，我们称为加速，反之我们称为减速。

搬运机器人毕业设计(论文)开题报告

毕业设计（论文）开题报告题目4-DOF搬运机器人的结构设计专业名称飞行器动力工程班级学号学生姓名指导教师填表日期2012 年 3 月12 日

一、选题的依据及意义：传统的工业机器人常用于搬运、喷漆、焊接和装配工作。工业现场的很多重体力劳动必将由机器代替,这一方面可以减轻工人的劳动强度,另一方面可以大大提高劳动生产率。搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。最早的搬运机器人出现在1960年的美国，Versatran和Unimate两种机器人首次用于搬运作业。搬运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。搬运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搬运工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动。目前世界上使用的搬运机器人逾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、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。部分发达国家已制定出人工搬运的最大限度，超过限度的必须由搬运机器人来完成。搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术，涉及到了力学，机械学，电器液压气压技术，自动控制技术，传感器技术，单片机技术和计算机技术等学科领域，已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分。它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务，在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势，尤其体现出了人工智能和适应性。应用搬运机器人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用搬运机械人可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都有搬运机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。可见，有效的应用搬运机械手，是发展机械工业的必然趋势机械手是提高劳动生产率,改善劳动条件,减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段,国内外都很重视它的应用和发展。搬运机器人是典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。二、国内外研究概况及发展趋势：（1）国内现状及发展趋势工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。机器人的分类方法有多种, 按其应用可分为：工业机器人、军用机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、空间机器人和娱乐机器人。搬运机械人的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性，如图1、图2的搬运机器人。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。

搬运机器人技术报告

2015中国工程机器人大赛暨国际公开赛（RoboWork）机器人搬运工程（此处填写所参加赛事项目名称）技术报告参赛学校：队伍名称：参赛队员：带队教师：（附联系方式）二〇一五年七月

第一章前言机器人竞赛是一项体育与高科技结合的对抗项目，涉及机械电子、智能控制、计算机技术、人工智能等多种学科和研究领域，是培养信息、自动化科技人才，展示高科技成果，促进实用化和产业化的新途径。各类机器人大赛的举办，对于普及机器人科学技术，促进人工智能与机器人技术的研究和应用都将产生重要推动作用。江苏省大学生机器人大赛每两年举行一次。继 2004 年举办以来，经过近四年的努力和各方面的大力支持，江苏省的大学生机器人水平已走在全国前列，在中国机器人大赛、CCTV 杯电视机器人大赛、亚太机器人挑战赛、ROBOTCUP 足球世界杯的国内外机器人大赛中屡创佳绩。第一章方案论证根据设计要求，本系统主要由控制器模块、稳压电源模块、寻迹传感器模块、直流电机及其驱动模块、电压比较模块等模块构成。为较好的实现各模块的功能，我们分别设计了几种方案并分别进行了论 1.1 车体方案 1：购买玩具电动车。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电机及其驱动电路。但是一般的说来，玩具电动车具有如下缺点：首先，这种玩具电动车由于装配紧凑，使得各种所需传感器的安装十分不方便。其次，这种电动车一般都是前轮转向后轮驱动，不能方便迅速的实现原地保持坐标转 90 度甚至180 度的弯角。再次，玩具电动车的电机多为玩具直流电机，力矩小，空载转速快，负载性能差，不易调速。因此我们放弃了此方案。方案2：自己制作电动车。首先确定车的模型。我们有过两种想法：一、车子做成四轮的：中间装同轴电机的两个轮子作为驱动；二、车子做成三轮的，后面两轮驱动，前面装万向轮。经过讨论，我们最终确定第一种想法。考虑到小车必须能够前进、倒退、停止，并能灵活转向，中间装同轴电机的两个轮子作为驱动。一个电机控制一边的轮子，一个正转，一个反转，这样实现转弯。为了能控制车轮的转速，可以采取PWM 调速法，即由单片机输出一系列频率固定的方波，再通过功率放大来驱动电机，在单片机中编程改变输出方波的占空比就可以改变加到电机上的平均电压，从而可以改变电机的转速。左右轮两个电机转速的配合就可以实现小车的前进、倒退、转弯等功能。在安装时我们保证两个驱动电机同轴。这种结构使得小车在前进时比较平稳，可以避免出现后轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。对于车架材料的选择，我们经过比较选择了铝板。用有铝板的车架比塑料车架更加牢固，比铁制小车更轻便，美观。综上考虑，我们选择了方案2。

搬运机器人设计说明书精品

1 绪论 1.1研究背景与意义工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间[1-3]。机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。图1-1 生产线上的机械手 Fig.1-1 The manipulator on the production line

进入21世纪，随着我国人口老龄化的提前到来，近来在东南沿海还出现大量的缺工现象，迫切要求我们提高劳动生产率，提高我国工业自动化水平势在必行。工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用，因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机械手是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作以保护人身安全，更显示其优越性，有着阔的发展前途。 1.2工业机械手的简史用于再现人手的功能的技术装置称为机械手。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，

乐高机器人教学案

认识乐高蓝牙机器人系统____NXT 参加教师活动目的： 1、认识NXT主要配件，并将其与RCX核心配件作比较，学习和掌握新型乐高机器人； 2、搭建蓝牙机器人； 3、知道NXT控制器各按钮的作用，初步学会在NXT是编写简单程序，理解传感器的功能活动过程：一、乐高机器人—— MINDSTORMS NXT与RCX的比较 1、处理器由8位升到32位丹麦乐高（LEGO）将于2006年9月上旬推出乐高公司和美国麻省理工学院共同开发的机器人组件新款“教育用LEGO Mindstorms NXT”。Mindstorms是将配备微处理器的LEGO公司的塑料积木组装起来，通过个人电脑制作的程序来控制的机器人。此前的RCX的微处理器为8位，而NXT配备32位处理器等，提高了性能。表格1列出RCX和NXT的比较。图1：安装4个传感器和3个伺服马达的LEGO NXT 图4：LEGO NXT系统目前提供的4种传感器全家福 5、改进了编程软件

NXT程序用软件“ROBOLAB ver.2.9”，跟ROBOLAB原来的版本一样，是基于NI LabVIEW开发的。该软件不仅可以制作NXT用的程序，也可以完成RCX用的程序。此前要操作接近400个图标进行编程，这次减少为约40个，从而使得编程更为简单。OS为“Windows2000”以上和“Mac OS X”。图5：乐高网站给出的ROBOLAB 2.9的样图，跟以前版本相比，变化较大二、快速认识NXT 1、按钮 NXT正面有四个按钮，它们分别是开关、运行；导航和返回。 2、 NXT显示器上各图标的意义最上一行，相当于状态栏，从左到右依次表示了：蓝牙、USB、NXT 控制器名、运行状态、电池电量以及声音音量的情况。状态栏的下面是六个主控操作面板，相当于主菜单，它们依次是：“My Files我的文件”、“Try me测试”、“Settings设置”、“Bluetooth 蓝牙”、“View查看”、“NXT Program NXT程序”。三、 NXT Prpgram(NXT程序)