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圆柱坐标型工业机器人设计开题报告.doc

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圆柱坐标型工业机器人设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告题目四自由度圆柱坐标机器人设计专业机械设计制造及其自动化班级学生指导教师2007年一、毕业设计论文课题来源、类型来源工程类型工业机器人二、选题的目的及意义机器人是人类19世纪的重大发明之一。据国外专家预测,21世纪将是机器人技术革命的世纪,机器人作为全面延伸和扩展人的体力和智力的手段将实现当代最高意义上的自动化。机器人的应用和普及正在改变人类的生产方式、生活方式和作战方式。在非常规和极端制造过程中,工业机器人是不可缺少的自动化装备。与发达国家相比,我国的机器人技术与产业有很大差距,但是随着我国国民经济的持续发展,适应加快实现经济结构调整和产业升级,提高整个工业的自动化水平和满足人民生活的需要,我国机器人技术将取得更大的发展。作为21世纪的中国大学生,我们将是经济建设的主干力量,也将挑起科技兴国的重任。机器人技术作为推动经济发展的重要工具。三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势我国的机器人研究开发工作始于上世纪70年代初,到现在已经历了30年的历程。前10年处于研究单位自行开展研究工作状态,发展比较缓慢。1985年后开始列入国家有关计划,发展比较快。特别是在七五、八五九五机器人技术国家攻关、863高技术发展计划的重点支持下,我国的机器人技术取得了重大发展。在机器人基础技术方面诸如机器人机构的运动学、动力学分析与综合研究,机器人运动的控制算法及机器人编程语言的研究,机器人内外部传感器的研究与开发,具有多传感器控制系统的研究,离线编程技术、遥控机器人的控制技术等均取得长足进展,并在实际工作中得到应用。在机器人的单元技术和基础元部件的研究开发方面诸如交直流伺服电机及其驱动系统、测速发电机、光电编码器、液压(气动)元部件、滚珠丝杠、直线滚动导轨、谐波减速器、RV减速器、十字交叉滚子轴承、薄壁轴承等均开发出一些样机或产品。但这些元部件距批量化生产还有一段距离。在机器人控制装置的研制方面已开发出具有双CUP、多CUP和分级分层控制的机器人控制装置多台,主控计算机的档次也逐渐升级。在机器人操作机研制方面已开发出一些先进的操作机和特种机器人,如AGV(自动导引车),壁面爬行机器人,重复定位精度为±0.024mm的装配机器人,可潜入海底6000m的水下机器人,移动机器人,移动遥控机器人,主从操作机器人等,有些已达实用化水平并用于实际工程。在机器人的应用工程方面目前国内已建立了多条弧焊机器人生产线,装配机器人生产线,喷涂生产线和焊装生产线。国内的机器人技术研发力量已经具备了大型机器人工程设计和实施的能力,整体性能已达到国际同类产品的先进水平,而整体价格仅为国外同类产品的三分之二甚至一半,具有很好的性能价格比和市场竞争力。机器人涉及到机械、电子、控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成。因此它的发展与上述学科发展密切相关。机器人在制造业的应用范围越来越广阔,其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高,功能越来越强,并向着成套技术和装备的方向发展。机器人应用从传统制造业向非制造业转变,向以人为中心的个人化和微小型方向发展,并将服务于人类活动的各个领域。总趋势是从狭义的机器人概念向广义的机器人技术(RT)概念转移从工业机器人产业向解决工程应用方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术(RT)的内涵已变为灵活应用机器人技术的、具有实在动作功能的智能化系统。目前,工业机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展,其发展趋势主要为结构的模块化和可重构化控制技术的开放化、PC化和网络化伺服驱动技术的数字化和分散化多传感器融合技术的实用化工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。四、本课题主要研究内容1电机的选择及传动比的确定按照数控机床选用电机的原则选用机器人的电机,经过查阅各种资料,结果如下在两个移动关节和手腕关节中用步进电机步进电机又称脉冲电机,是将电脉冲信号变换成角位移或线位移的一种机电式数模转换器。它每接受数控装置输出的一个电脉信号,电机机轴就转过一定的角度,步距角成为。步距角一般为0.5。~3。,角位移与输入脉冲个数成严格的比例关系,步进电动机的转速与控制脉冲的频率成正比。步距角θ。360/PZK式中,P为相数Z为转子的步数K为通电方式,当三相三拍导电方式时K1,三相六拍导电方式时K2.而腰部旋转关节因为其功率较大,采用交流伺服电动机通过谐波减速器和一对减速齿轮驱动,选用原则是TJnanKA式中J为转动惯量,a为加速度,KA为公况系数2手爪的结构及夹紧力的计算因为工件的质量不重,且没有夹紧力不能过大的规定,拟采用齿轮齿条平行连杆式平移夹持器。其夹紧力FN与驱动力FP的关系为FNFPR/2Lcosθ并且采用气动夹紧方式,因为此工作过程对稳定性的要求小,而经气动夹紧方式济实惠,其缺点就是噪音太大。3机构简图的绘制

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