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1、機械設(shè)計制造及其自動化學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告年級：機械01-6班題目：五自由度教學(xué)演示機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計指導(dǎo)教師：王宏學(xué)生姓名：黃亞東學(xué)號：27號2005年04月18日設(shè)計題目五自由度教學(xué)演示機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計選題的目的和意義隨著機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機器人的應(yīng)用領(lǐng)域正在不段的擴大，對教育培訓(xùn)部門提出了新的要求，大多數(shù)機器人專家都反復(fù)的強調(diào)制定培訓(xùn)規(guī)劃以為新的工作崗位準備合格的勞動力，談到培訓(xùn)就面臨一個協(xié)調(diào)問題，工業(yè)和教育團體應(yīng)減少培訓(xùn)與需要之間的協(xié)調(diào)失誤，在學(xué)校學(xué)生應(yīng)了解市場情況，在教師的協(xié)助下調(diào)整自己的課程，使所學(xué)的知識和技能在畢業(yè)時能滿足社會的需要，提高畢業(yè)生的專業(yè)技能和更好的學(xué)習(xí)專業(yè)知識，提

2、高教學(xué)水平，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力，為此選定五自由度的機器人機構(gòu)設(shè)計并設(shè)計一套以實驗教學(xué)為目的的機器人演示系統(tǒng)。大量的采用機器人用減少失業(yè)，只是對教育和培訓(xùn)提出了新的要求，在機器人的研究、制造和應(yīng)用上有七種職業(yè)，即研究與開發(fā)、設(shè)計、制造應(yīng)用、市場服務(wù)、維修與教育，現(xiàn)在國外機器人制造廠家不僅開設(shè)機器人入門課程，也向?qū)W校提供資助，為學(xué)校提供有效的機器人教學(xué)系統(tǒng)，某些機器人制造商與院校建立密切的協(xié)調(diào)關(guān)系，我所設(shè)計的題目對教育有很大的意義，可以使學(xué)習(xí)者對機器人的全貌有個直觀的認識，進一步對機器人系統(tǒng)極其適用的環(huán)境進行學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者熟悉機器人自動化生產(chǎn)及控制過程，從而提高專業(yè)設(shè)計水平及生產(chǎn)實踐能力。選題背景

3、研究目標、內(nèi)容和關(guān)鍵問題、采取的研究方案，及本項目的創(chuàng)新之處和可行性分析：研究目標：設(shè)計出一個具有5個自由度運動的機器人結(jié)構(gòu)，并設(shè)計出實驗用來說明機器人分類、結(jié)構(gòu)組成極其控制原理，實現(xiàn)教學(xué)目的。研究內(nèi)容：設(shè)計一種機器人結(jié)構(gòu)，使其能完成5個自由度的運動，并采用單片機對運動進行控制以及設(shè)計出幾個實驗來說明演示系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)特點和功能?；緝?nèi)容有系統(tǒng)分析階段和技術(shù)設(shè)計階段以及用于教學(xué)的演示實驗部分。如機器人的動作精度以及對個方面的溫度環(huán)境條件的適應(yīng)性，機器人坐標形式的選擇，驅(qū)動系統(tǒng)的類型，控制系統(tǒng)的原理圖，各部件的具體結(jié)構(gòu)，機器人總裝圖的設(shè)計。關(guān)鍵問題：1、各自由度的方向的實現(xiàn)2、各部件結(jié)構(gòu)具體結(jié)

4、構(gòu)的設(shè)計和計算。3、驅(qū)動系統(tǒng)的類型4、各部位運動系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的設(shè)計5、用于教學(xué)演示系統(tǒng)的設(shè)計及方案的確定研究方案：為完成設(shè)計目的，選用臂部回轉(zhuǎn)、伸縮、腕部回轉(zhuǎn)、升降、及手爪的回轉(zhuǎn)5個自由度方向運動為主要思路，其中驅(qū)動均采用電機直接驅(qū)動，傳動部分臂部回轉(zhuǎn)采用采用蝸輪蝸桿傳動、臂部伸縮采用絲杠傳動，腕部回轉(zhuǎn)采用電機直接驅(qū)動，升降采用絲杠傳動，采用單片機逐次對不同電機進行控制實現(xiàn)教學(xué)演示的目的。創(chuàng)新點：結(jié)構(gòu)具有線條便于理解，使初學(xué)者較快掌握其要領(lǐng)，理解其工作原理，各驅(qū)動部分采用電機驅(qū)動，適用于機器人教學(xué)。可執(zhí)行性：由于驅(qū)動部分采用電機來源廣，硬件部分采用單片機，選擇性較高，用于教學(xué)演示很方便可取。

5、設(shè)計任務(wù)書為順利完成設(shè)計我決定從以下方面進展：第一部分：緒論1、國內(nèi)外機器人發(fā)展的狀況。2、機器人對教育、培訓(xùn)的要求及本課題的提出3、工業(yè)機器人的價值第二部分：總體方案的確定1、工業(yè)機器人總體設(shè)計方案選擇的一般原則2、本結(jié)構(gòu)總體方案的確定。第三部分：各自由度方向運動部位的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算1、臂部和機身的設(shè)計計算2、腕部結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算3、手爪的結(jié)構(gòu)設(shè)計第四部分：教學(xué)機器人演示系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計第五部分：教學(xué)機器人演示系統(tǒng)演示實驗的設(shè)計第六部分：結(jié)論第七部分：參考文獻進度安排周完成內(nèi)容1查閱資料2畢業(yè)實習(xí)3完成開題報告4典型自由度選擇及運動特點各自由度運動結(jié)構(gòu)設(shè)計計算56選擇各部件的具體結(jié)構(gòu)，進行機器人總裝圖的設(shè)計7繪制機器人零件圖，確定及坐標尺寸8確定驅(qū)動類型9擬訂控制系統(tǒng)原理圖10教學(xué)機器人演示實驗的設(shè)計11撰寫論文準備答辯12131415161718