数字模型的竞赛类机器人设计
21世纪机器人的发展成为当今热点，在现代的生产规模中，机器正在代替人类去完成那些高强度和高危险性的工作。机器人正常由控制模块、驱动模块、执行模块以及人工智能模块构成。本篇论文主要详解机械手和搬运机器人的概念，除此之外还对机械手和搬运机器人做了整体设计方案，设计出了他们的机械结构和主要技术参数，同时也列举出这两种机器人所需要的模块零件。 本课题针对机器人创新实验室用于机器人竞赛的一系列机器人，进行数字化设计，要求对机械手、搬运机器人等进行数字化设计。针对这一系列的竞赛机器人进行数字建模，并形成模块化设计。关键词 数字模型，机械手，搬运机器人，模块化设计目录
1 引言 2
1.1 机器人的含义及技术概述 2
1.2 机器人的组成 2
1.3 机器人的发展以及国内外的发展趋势 3
2 机器人的模块化设计 4
2.1 模块化设计的概念 4
2.2 机器人模块化设计方法和优点 4
2.3 机器人的模块介绍 4
3 机械手的设计方法 7
3.1 机械手自由度的确定 8
3.2 电机概述 8
3.3 舵机及其控制原理 9
3.4 控制模块概述 11
4 搬运机器人的设计 14
4.1 自由度和坐标系的选择 14
4.2 搬运机器人的组成? 15
4.3 搬运机器人手部设计 16
4.4 搬运机器人臂部的设计要求 17
结 论 19
致 谢 20
参 考 文 献 21
1 引言
数字模型，也被称为数字沙盘或者数字沙盘系统等，它是以三维的手法进行建模，模拟出一个三维的建筑、场景、效果，可以在数字场景中任意游走、驰骋、飞行、缩放，从整体到局部再从局部到整体，无所限制。用三维数字技术搭建的三维数字城市、虚拟样板间、交通桥梁仿真、园林规划三维可视化、古建筑三维仿真、机械工业设备仿真演示借助pc机、显示系统等起到展示、解说、指挥、讲解等作用。
机器人是建造技术和自动化设备的典型代表，它涉及多个领域
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
数字沙盘系统等，它是以三维的手法进行建模，模拟出一个三维的建筑、场景、效果，可以在数字场景中任意游走、驰骋、飞行、缩放，从整体到局部再从局部到整体，无所限制。用三维数字技术搭建的三维数字城市、虚拟样板间、交通桥梁仿真、园林规划三维可视化、古建筑三维仿真、机械工业设备仿真演示借助pc机、显示系统等起到展示、解说、指挥、讲解等作用。
机器人是建造技术和自动化设备的典型代表，它涉及多个领域，它在制造业行业愈来愈智能化、网络化，功用向着更高、更快、更强的方向成长，并有向着成套技术和配置成长的趋向；另一方面，以微导向的发展和应用，在人类活动的各个领域中有着活跃的表现。
机器人这门学科也成为一个热门，在我校就有一个非常出名的机器人协会，该协会以创新，教育，培养学生兴趣为理念，为广大热爱机器人的同学准备了一个良好的平台，在这里不仅能学到丰富的机器人知识，还能结交很多志同道合的朋友，我有幸能在周老师的帮助下做这个毕业设计，让我受益匪浅，学到很多，对自己的能力也提高很多。
1.1 机器人的含义及技术概述
首先很多人会问什么是机器人，机器人就是在人类编好的程序下自动执行自身工作的机器。它可以接受人的命令，并且可以运行事先安排的程序，也可以根据人工智能技术的原理进行程序设计好的动作，它的任务是协助或代替人类的工作，如制造、施工，或者做一些有一定危险性的任务。
将来的机器人会更加智能化，它会具备自身的认知，主要能感觉设备、看见设备和辨认设备等，机器人将具有人的耳朵、眼睛和思维，可以在复杂的环境下工作；如识别或进一步提高自适应、自学的功能，即智能机器人，它可以根据用户的宏指令的定义来编辑程序，以适应环境并让自己的工作变得更复杂[1]。
1.2 机器人的组成
机器人正常由执行、驱动、控制和人工智能四大体系构成。目前，工业机器人与人工智能的系统即智能机器人正在研究当中，应用于实际生产中的大部分都是具有执行系统、驱动系统和控制系统的工业机器人，具有人工智能系统的机器人很少见，基本上只能在电影中才能见到，相信有一天人类也会将机器人研究到那种地步。
目前人们主要研究机器人的视觉功能，使得机器人能够识别物体并可以避免障碍物。这些机器人的部件并不是独立的系统，机器人之间需要存在相互影响和相互制约的关系才能使机器人实现所需的功能。
驱动系统和执行系统是机器人机械系统的两个组成部分，执行系统由驱动系统带动来完成任务，通常由连接杆和关节组成，按控制系统的要求完成任务。驱动机构提供动力给每个关节，有部分文献就把它分为机械系统、驱动系统和控制系统三部分。其中的机械系统也可以叫做机械传动部分，相当于本文中所说的执行机构[2]。
1.3 机器人的发展以及国内外的发展趋势
现代社会技术发展越来越快，科技越来越发达，机器人的生产能力也得到了进一步加强，特别是将机器人的生产与柔性制造系统结合在一起，从而促进世界提前一步进入第四次工业革命，实现高度自动化，对于当今社会，现代机器人的发展趋势如下：
（1）提高机器人的活动速率和精度，削减它的体积，使机器人加倍轻盈简洁，加速机器人的标准化和模块化；
（2）在不一样的场所开发出各类新式构造和功用，如微构造的成长来保证机器人的精度，开发多关节多自由度的手指，手腕，手臂；
（3）开发各种功能的传感器和测试组件，包括：触摸、视觉、听觉等多种功能的传感器等，外部的工作环境以传感器为准，围绕着工作目标信息、位置信息和状态信息来完成模式识别、状态检测和解决问题，同时，多采用微机的控制方法。
20世纪60年代，日本的川崎公司引进美国的机器人制造技能并在本国大力发展。十年的时间，日本人开发了点焊、弧焊等不同加载操作的简单经济机器人，并将它们用在了汽车、铸造业、机械制造等行业，明显的提高了产品的质量和生产效率，工业机器人的发展愈来愈广泛[3]。
1970年代，更多的机器人产品横空问世，并在工业发达国家逐渐应用于工业中的生产。1980年，世界有超过20000套应用于工业机器人。
我国对机器人的接触还算是比较慢的，但是发展速度和前景很大，目前的话也基本驾驭了机器人机械手的策划与建造技术，约束体系的硬件和软件设计技术，运动学和轨迹构造技术，机器人关键部件的生产，开发了一种喷涂，点焊，装卸，搬运机器人，我国也正处于机器人飞速发展的黄金时代。
智能机器人和特种机器人在中国有着“863”方案的拥护，取得了很大的进展，其中最突出的是水下机器人技术在世界处于巅峰，已开发出一种基本的技术，如直接遥控机器人，手臂协调控制机器人，机器人视觉，触摸和睡眠。它在开发和应用中有一定的发展基础[4]。
中国机器人协会会长宋健说道：“机器人技术的提高和使用是最有说服力的第二十世纪自动控制的成果，是当代至高无上的自动化”。机器人技能是多科学发展的交融，代表了高科技的前进，是一次人类技术的革命，它在人类生活中的应用广泛，在国际上也有很高的影响力。
2 机器人的
1 引言 2
1.1 机器人的含义及技术概述 2
1.2 机器人的组成 2
1.3 机器人的发展以及国内外的发展趋势 3
2 机器人的模块化设计 4
2.1 模块化设计的概念 4
2.2 机器人模块化设计方法和优点 4
2.3 机器人的模块介绍 4
3 机械手的设计方法 7
3.1 机械手自由度的确定 8
3.2 电机概述 8
3.3 舵机及其控制原理 9
3.4 控制模块概述 11
4 搬运机器人的设计 14
4.1 自由度和坐标系的选择 14
4.2 搬运机器人的组成? 15
4.3 搬运机器人手部设计 16
4.4 搬运机器人臂部的设计要求 17
结 论 19
致 谢 20
参 考 文 献 21
1 引言
数字模型，也被称为数字沙盘或者数字沙盘系统等，它是以三维的手法进行建模，模拟出一个三维的建筑、场景、效果，可以在数字场景中任意游走、驰骋、飞行、缩放，从整体到局部再从局部到整体，无所限制。用三维数字技术搭建的三维数字城市、虚拟样板间、交通桥梁仿真、园林规划三维可视化、古建筑三维仿真、机械工业设备仿真演示借助pc机、显示系统等起到展示、解说、指挥、讲解等作用。
机器人是建造技术和自动化设备的典型代表，它涉及多个领域
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
数字沙盘系统等，它是以三维的手法进行建模，模拟出一个三维的建筑、场景、效果，可以在数字场景中任意游走、驰骋、飞行、缩放，从整体到局部再从局部到整体，无所限制。用三维数字技术搭建的三维数字城市、虚拟样板间、交通桥梁仿真、园林规划三维可视化、古建筑三维仿真、机械工业设备仿真演示借助pc机、显示系统等起到展示、解说、指挥、讲解等作用。
机器人是建造技术和自动化设备的典型代表，它涉及多个领域，它在制造业行业愈来愈智能化、网络化，功用向着更高、更快、更强的方向成长，并有向着成套技术和配置成长的趋向；另一方面，以微导向的发展和应用，在人类活动的各个领域中有着活跃的表现。
机器人这门学科也成为一个热门，在我校就有一个非常出名的机器人协会，该协会以创新，教育，培养学生兴趣为理念，为广大热爱机器人的同学准备了一个良好的平台，在这里不仅能学到丰富的机器人知识，还能结交很多志同道合的朋友，我有幸能在周老师的帮助下做这个毕业设计，让我受益匪浅，学到很多，对自己的能力也提高很多。
1.1 机器人的含义及技术概述
首先很多人会问什么是机器人，机器人就是在人类编好的程序下自动执行自身工作的机器。它可以接受人的命令，并且可以运行事先安排的程序，也可以根据人工智能技术的原理进行程序设计好的动作，它的任务是协助或代替人类的工作，如制造、施工，或者做一些有一定危险性的任务。
将来的机器人会更加智能化，它会具备自身的认知，主要能感觉设备、看见设备和辨认设备等，机器人将具有人的耳朵、眼睛和思维，可以在复杂的环境下工作；如识别或进一步提高自适应、自学的功能，即智能机器人，它可以根据用户的宏指令的定义来编辑程序，以适应环境并让自己的工作变得更复杂[1]。
1.2 机器人的组成
机器人正常由执行、驱动、控制和人工智能四大体系构成。目前，工业机器人与人工智能的系统即智能机器人正在研究当中，应用于实际生产中的大部分都是具有执行系统、驱动系统和控制系统的工业机器人，具有人工智能系统的机器人很少见，基本上只能在电影中才能见到，相信有一天人类也会将机器人研究到那种地步。
目前人们主要研究机器人的视觉功能，使得机器人能够识别物体并可以避免障碍物。这些机器人的部件并不是独立的系统，机器人之间需要存在相互影响和相互制约的关系才能使机器人实现所需的功能。
驱动系统和执行系统是机器人机械系统的两个组成部分，执行系统由驱动系统带动来完成任务，通常由连接杆和关节组成，按控制系统的要求完成任务。驱动机构提供动力给每个关节，有部分文献就把它分为机械系统、驱动系统和控制系统三部分。其中的机械系统也可以叫做机械传动部分，相当于本文中所说的执行机构[2]。
1.3 机器人的发展以及国内外的发展趋势
现代社会技术发展越来越快，科技越来越发达，机器人的生产能力也得到了进一步加强，特别是将机器人的生产与柔性制造系统结合在一起，从而促进世界提前一步进入第四次工业革命，实现高度自动化，对于当今社会，现代机器人的发展趋势如下：
（1）提高机器人的活动速率和精度，削减它的体积，使机器人加倍轻盈简洁，加速机器人的标准化和模块化；
（2）在不一样的场所开发出各类新式构造和功用，如微构造的成长来保证机器人的精度，开发多关节多自由度的手指，手腕，手臂；
（3）开发各种功能的传感器和测试组件，包括：触摸、视觉、听觉等多种功能的传感器等，外部的工作环境以传感器为准，围绕着工作目标信息、位置信息和状态信息来完成模式识别、状态检测和解决问题，同时，多采用微机的控制方法。
20世纪60年代，日本的川崎公司引进美国的机器人制造技能并在本国大力发展。十年的时间，日本人开发了点焊、弧焊等不同加载操作的简单经济机器人，并将它们用在了汽车、铸造业、机械制造等行业，明显的提高了产品的质量和生产效率，工业机器人的发展愈来愈广泛[3]。
1970年代，更多的机器人产品横空问世，并在工业发达国家逐渐应用于工业中的生产。1980年，世界有超过20000套应用于工业机器人。
我国对机器人的接触还算是比较慢的，但是发展速度和前景很大，目前的话也基本驾驭了机器人机械手的策划与建造技术，约束体系的硬件和软件设计技术，运动学和轨迹构造技术，机器人关键部件的生产，开发了一种喷涂，点焊，装卸，搬运机器人，我国也正处于机器人飞速发展的黄金时代。
智能机器人和特种机器人在中国有着“863”方案的拥护，取得了很大的进展，其中最突出的是水下机器人技术在世界处于巅峰，已开发出一种基本的技术，如直接遥控机器人，手臂协调控制机器人，机器人视觉，触摸和睡眠。它在开发和应用中有一定的发展基础[4]。
中国机器人协会会长宋健说道：“机器人技术的提高和使用是最有说服力的第二十世纪自动控制的成果，是当代至高无上的自动化”。机器人技能是多科学发展的交融，代表了高科技的前进，是一次人类技术的革命，它在人类生活中的应用广泛，在国际上也有很高的影响力。
2 机器人的
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/1577.html
