機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告年級(jí)：機(jī)械01-6班題目：五自由度教學(xué)演示機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：王宏學(xué)生姓名：黃亞東學(xué)號(hào)：27號(hào)2005年04月18日設(shè)計(jì)題目五自由度教學(xué)演示機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選題的目的和意義隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域正在不段的擴(kuò)大，對(duì)教育培訓(xùn)部門提出了新的要求，大多數(shù)機(jī)器人專家都反復(fù)的強(qiáng)調(diào)制定培訓(xùn)規(guī)劃以為新的工作崗位準(zhǔn)備合格的勞動(dòng)力，談到培訓(xùn)就面臨一個(gè)協(xié)調(diào)問題，工業(yè)和教育團(tuán)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(chǎng)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(shí)和技能在畢業(yè)時(shí)能滿足社會(huì)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(shí)，提高教學(xué)水平，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力，為此選定五自由度的機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)并設(shè)計(jì)一套以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為目的的機(jī)器人演示系統(tǒng)。大量的采用機(jī)器人用減少失業(yè)，只是對(duì)教育和培訓(xùn)提出了新的要求，在機(jī)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(jì)、制造應(yīng)用、市場(chǎng)服務(wù)、維修與教育，現(xiàn)在國外機(jī)器人制造廠家不僅開設(shè)機(jī)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(jī)器人教學(xué)系統(tǒng)，某些機(jī)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(jì)的題目對(duì)教育有很大的意義，可以使學(xué)習(xí)者對(duì)機(jī)器人的全貌有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)極其適用的環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者熟悉機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)及控制過程，從而提高專業(yè)設(shè)計(jì)水平及生產(chǎn)實(shí)踐能力。選題背景研究目標(biāo)、內(nèi)容和關(guān)鍵問題、采取的研究方案，及本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處和可行性分析：研究目標(biāo)：設(shè)計(jì)出一個(gè)具有5個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)用來說明機(jī)器人分類、結(jié)構(gòu)組成極其控制原理，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的。研究?jī)?nèi)容：設(shè)計(jì)一種機(jī)器人結(jié)構(gòu)，使其能完成5個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，并采用單片機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制以及設(shè)計(jì)出幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來說明演示系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能?；緝?nèi)容有系統(tǒng)分析階段和技術(shù)設(shè)計(jì)階段以及用于教學(xué)的演示實(shí)驗(yàn)部分。如機(jī)器人的動(dòng)作精度以及對(duì)個(gè)方面的溫度環(huán)境條件的適應(yīng)性，機(jī)器人坐標(biāo)形式的選擇，驅(qū)動(dòng)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(jī)器人總裝圖的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵問題：1、各自由度的方向的實(shí)現(xiàn)2、各部件結(jié)構(gòu)具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。3、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的類型4、各部位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5、用于教學(xué)演示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及方案的確定研究方案：為完成設(shè)計(jì)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(gè)自由度方向運(yùn)動(dòng)為主要思路，其中驅(qū)動(dòng)均采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)部分臂部回轉(zhuǎn)采用采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)、臂部伸縮采用絲杠傳動(dòng)，腕部回轉(zhuǎn)采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，升降采用絲杠傳動(dòng)，采用單片機(jī)逐次對(duì)不同電機(jī)進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)教學(xué)演示的目的。創(chuàng)新點(diǎn)：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(dòng)部分采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，適用于機(jī)器人教學(xué)。可執(zhí)行性：由于驅(qū)動(dòng)部分采用電機(jī)來源廣，硬件部分采用單片機(jī)，選擇性較高，用于教學(xué)演示很方便可取。設(shè)計(jì)任務(wù)書為順利完成設(shè)計(jì)我決定從以下方面進(jìn)展：第一部分：緒論1、國內(nèi)外機(jī)器人發(fā)展的狀況。2、機(jī)器人對(duì)教育、培訓(xùn)的要求及本課題的提出3、工業(yè)機(jī)器人的價(jià)值第二部分：總體方案的確定1、工業(yè)機(jī)器人總體設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)部位的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算1、臂部和機(jī)身的設(shè)計(jì)計(jì)算2、腕部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算3、手爪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四部分：教學(xué)機(jī)器人演示系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)第五部分：教學(xué)機(jī)器人演示系統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)第六部分：結(jié)論第七部分：參考文獻(xiàn)進(jìn)度安排周完成內(nèi)容1查閱資料2畢業(yè)實(shí)習(xí)3完成開題報(bào)告4典型自由度選擇及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)各自由度運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算56選擇各部件的具體結(jié)構(gòu)，進(jìn)行機(jī)器人總裝圖的設(shè)計(jì)7繪制機(jī)器人零件圖，確定及坐標(biāo)尺寸8確定驅(qū)動(dòng)類型9擬訂控制系統(tǒng)原理圖10教學(xué)機(jī)器人演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)11撰寫論文準(zhǔn)備答辯12131415161718