积木式机器人结构数字化设计2(附件)
积木式机器人已经成为现代教育机器人的大热门，因为积木式机器人在使用中和搭积木的过程一样，不仅可以提升动手能力，更能拓展人们的思维。积木式机器人的优点在于搭建过程中锻炼了空间想象能力和思考能力，根据每个人的想法不同，可以搭建出各种各样的模型。而由于积木的可替换性，当部分部件出现损坏时，可以直接更换损坏部分，降低了成本，同时也降低了带来的污染。本次毕业设计是采用了UG软件进行积木机器人结构的数字化设计、装配，产生爆炸视图以及实现运动仿真。关键词 积木机器人，经济性，空间想象，UG，建模
目 录
1 绪论 1
1.1 积木机器人概述 1
1.2 积木机器人原理 1
1.3 国内外研究现状 1
1.3.1 国外研究现状 1
1.3.2 国内研究现状 3
2 积木机器人的三维建模 4
2.1 55孔黄色方块 4
2.2 变位齿轮的建模过程 7
2.3 小车轮的建模过程 8
2.4 车轮配合件建模过程 13
2.5 小车轮装配 16
2.6 蜗杆的建模过程 17
3 积木机器人的模型装配（以公交车为例） 20
3.1 公交车方向盘的装配 20
3.2 左半部分车体的装配 21
3.3 右半部分车体的装配 22
3.4 车顶的装配 24
3.5 公交车整体的装配 25
3.6 其它的装配完成图 26
4 积木机器人的UG爆炸图（以公交车为例） 27
4.1 爆炸图概述 27
4.2 爆炸图自动爆炸与编辑 27
4.3 公交车爆炸图 28
5 UG重用库的建立 29
5.1 重用库导航器概述 29
6 UG的运动仿真 30
6.1 UG运动仿真概述 30
6.2 建立UG运动仿真的步骤 31
结论 33
致谢 34
参考文献 35
1 绪论
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
/> 1．1 积木机器人概述
1949年世界上的第一块积木问世，人们用不同的积木去拼接，把各种颜色和大小不同的积木去拼在一起，在大多数人眼里的乐高，可能只是一项针对为儿童和孩子开发智力的玩具。“给大家快乐”，这应该是每家教育机器人公司应该为之努力的目标和方向。用乐高人的话说就是：“我们相信在玩是孩子们在成长的发育过程中会有的一种基本天性，它会伴随孩子们的精神成长，并不断激发他们的想象力、创造力和概念思维能力”。
乐高机器人是一种特殊的教育儿童与孩子的产品，它是由乐高集团、美国国家仪器公司、美国麻省理工学院这3家著名机构联合开发的，乐高机器人使积木模型的搭建与计算机的使用充分的结合起来，使用LEGO机器人的组件可以去设计、并搭建机械系统的结构和模型，可以事先在计算机上编写好准备使用相应的程序，然后在通过与计算机接相连接的部分再分享到机器人的里面的RCX。当开始的时候，机器人不会随意的行走，是根据事先传入到RCX里的命令而走动的。乐高组件、ROBOLAB软件和RCX这三大部分组成了乐高机器人。
1．2 积木机器人原理
积木式的机器人是由多种模块组合而成的，其中主要有拼装部件和控制电子部分组成，积木式机器人的宗旨是以快速、高效的积木拼装为主要方式的模块机器人。积木机器人分成软件和硬件这两个大类，在软件中有一个集成了可使用的RCX环境，这部分的软件可以去控制机器人的程序；而硬件部分有传动部件、动力部件、传感器部分、主体部分、连接部分等。所有的人都可以根据自己的喜好和兴趣，去组装和拼装自己想要的机器人，而由于每个的想法都不会相同，所以可以拼装出各种各样的机器人。如今有著名的有乐高机器人、能力风暴教育机器人、格物斯坦教育机器人、小米米兔机器人。
1．3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
由于教育机器人又欧美率先发展，所以世面上的教育机器人大多数是由欧美公司主导，而在国内外，乐高机器人是最受大家关注的一家教育机器人公司，因为乐高公司非常重视体验过程的重要性，重视人与机器人之间的互动体验，正是因为这种重视，使得人类可以像朋友一样和机器人交流。
现在乐高机器人正处在发展的黄金阶段，尤其是在教育青少年阶段，乐高机器人为青少年的教育做出了重要的贡献，如今各种各样的机器人比赛如火如茶的在进行，而参加机器人比赛的孩子们也越来越多了，因此，机器人教育公司应该尽可能的给学习机器人的新手以足够的帮助，还应该注重和机器人互动的交流和体验过程，开拓机器人玩具新的发展点，给机器人玩具未来的发展提供了更多的想法和思考。在国外，还有很多做教育机器人的公司，只是以乐高教育机器人和惠鱼教育机器人最著名。
乐高教育机器人是由美国麻省理工大学、美国TUFTS大学、乐高公司以及美国国家仪器公司共同研制开发，如图11所示。乐高机器人将程序编制和机器人的拼装完美的融为一体，乐高机器人的图形化编程界面较为简单，乐高机器人还提供了一个教育机器人良好教育的平台。但是乐高的产品具有结构固定，与乐高机器人能连接的设备并不多，此外国内教育机器人尚在起步阶段，并没有与之对口的设备和环境，并且价格太高也不适用于国内教育环境。
/
图11乐高教育机器人
德国慧鱼机器人产品的特点是机器人模型与现实中使用的机械模型比较接近，慧鱼机器人在图像建模方面表现优异，如图12所示。不过程序编程的界面非常复杂且没有中文端的翻译，也和乐高机器人一样接口开放性差，售价过高等问题。
目 录
1 绪论 1
1.1 积木机器人概述 1
1.2 积木机器人原理 1
1.3 国内外研究现状 1
1.3.1 国外研究现状 1
1.3.2 国内研究现状 3
2 积木机器人的三维建模 4
2.1 55孔黄色方块 4
2.2 变位齿轮的建模过程 7
2.3 小车轮的建模过程 8
2.4 车轮配合件建模过程 13
2.5 小车轮装配 16
2.6 蜗杆的建模过程 17
3 积木机器人的模型装配（以公交车为例） 20
3.1 公交车方向盘的装配 20
3.2 左半部分车体的装配 21
3.3 右半部分车体的装配 22
3.4 车顶的装配 24
3.5 公交车整体的装配 25
3.6 其它的装配完成图 26
4 积木机器人的UG爆炸图（以公交车为例） 27
4.1 爆炸图概述 27
4.2 爆炸图自动爆炸与编辑 27
4.3 公交车爆炸图 28
5 UG重用库的建立 29
5.1 重用库导航器概述 29
6 UG的运动仿真 30
6.1 UG运动仿真概述 30
6.2 建立UG运动仿真的步骤 31
结论 33
致谢 34
参考文献 35
1 绪论
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
/> 1．1 积木机器人概述
1949年世界上的第一块积木问世，人们用不同的积木去拼接，把各种颜色和大小不同的积木去拼在一起，在大多数人眼里的乐高，可能只是一项针对为儿童和孩子开发智力的玩具。“给大家快乐”，这应该是每家教育机器人公司应该为之努力的目标和方向。用乐高人的话说就是：“我们相信在玩是孩子们在成长的发育过程中会有的一种基本天性，它会伴随孩子们的精神成长，并不断激发他们的想象力、创造力和概念思维能力”。
乐高机器人是一种特殊的教育儿童与孩子的产品，它是由乐高集团、美国国家仪器公司、美国麻省理工学院这3家著名机构联合开发的，乐高机器人使积木模型的搭建与计算机的使用充分的结合起来，使用LEGO机器人的组件可以去设计、并搭建机械系统的结构和模型，可以事先在计算机上编写好准备使用相应的程序，然后在通过与计算机接相连接的部分再分享到机器人的里面的RCX。当开始的时候，机器人不会随意的行走，是根据事先传入到RCX里的命令而走动的。乐高组件、ROBOLAB软件和RCX这三大部分组成了乐高机器人。
1．2 积木机器人原理
积木式的机器人是由多种模块组合而成的，其中主要有拼装部件和控制电子部分组成，积木式机器人的宗旨是以快速、高效的积木拼装为主要方式的模块机器人。积木机器人分成软件和硬件这两个大类，在软件中有一个集成了可使用的RCX环境，这部分的软件可以去控制机器人的程序；而硬件部分有传动部件、动力部件、传感器部分、主体部分、连接部分等。所有的人都可以根据自己的喜好和兴趣，去组装和拼装自己想要的机器人，而由于每个的想法都不会相同，所以可以拼装出各种各样的机器人。如今有著名的有乐高机器人、能力风暴教育机器人、格物斯坦教育机器人、小米米兔机器人。
1．3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
由于教育机器人又欧美率先发展，所以世面上的教育机器人大多数是由欧美公司主导，而在国内外，乐高机器人是最受大家关注的一家教育机器人公司，因为乐高公司非常重视体验过程的重要性，重视人与机器人之间的互动体验，正是因为这种重视，使得人类可以像朋友一样和机器人交流。
现在乐高机器人正处在发展的黄金阶段，尤其是在教育青少年阶段，乐高机器人为青少年的教育做出了重要的贡献，如今各种各样的机器人比赛如火如茶的在进行，而参加机器人比赛的孩子们也越来越多了，因此，机器人教育公司应该尽可能的给学习机器人的新手以足够的帮助，还应该注重和机器人互动的交流和体验过程，开拓机器人玩具新的发展点，给机器人玩具未来的发展提供了更多的想法和思考。在国外，还有很多做教育机器人的公司，只是以乐高教育机器人和惠鱼教育机器人最著名。
乐高教育机器人是由美国麻省理工大学、美国TUFTS大学、乐高公司以及美国国家仪器公司共同研制开发，如图11所示。乐高机器人将程序编制和机器人的拼装完美的融为一体，乐高机器人的图形化编程界面较为简单，乐高机器人还提供了一个教育机器人良好教育的平台。但是乐高的产品具有结构固定，与乐高机器人能连接的设备并不多，此外国内教育机器人尚在起步阶段，并没有与之对口的设备和环境，并且价格太高也不适用于国内教育环境。
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图11乐高教育机器人
德国慧鱼机器人产品的特点是机器人模型与现实中使用的机械模型比较接近，慧鱼机器人在图像建模方面表现优异，如图12所示。不过程序编程的界面非常复杂且没有中文端的翻译，也和乐高机器人一样接口开放性差，售价过高等问题。
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