基于单片机的机械手运动控制设计开题报告.doc

编号： 毕业设计(论文)开题报告 题 目 基于单片机的机械手运动控制设计 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械电子工程 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 职 称： 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2012年12月27日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见审查后生效。 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写，或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3学生查阅资料的参考文献应在5篇及以上（不包括辞典、手册），开题报告的字数要在1000字以上。4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。5“指导教师（签字）”日期填写成在2012年12月27日 31日之间的某个日期；“开题小组组长（签字）”日期填写成在2013年1月4日9日之间的某个日期。1毕业设计的主要内容、重点和难点等一、主要内容：机械手技术涉及到电子、机械学、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。随着工业自动化发展的需要，机械手在工业应用中越来越重要。文章主要叙述了机械手的设计过程 ，文章中介绍了机械手的设计理论与方法。本设计以AT89C51 单片机为核心，采用L298电机控制芯片达到控制直流电机的启停、速度和方向，完成了筛选机械手基本要求和发挥部分的要求。在筛选机械手设计中，采用了PWM 技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。2、 重点：1.搜集本题等方面的有关技术资料、理解设计要求；2.进行方案的设计、论证；3.绘制设计图纸；4.制作模拟演示电路板；三、难点：1、有严格的设计方案比较；2、有系统控制要求分析；3、能够良好的控制机械手的左右、上下运动；4、具有良好的人机交互功能；5、毕业设计说明书有充分的设计说明、理论分析等内容。2准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）1、 查阅过的文献资料：1.谢自美.电子线路设计M.武汉：华中科技大学出版社，2002.2.李华.MCS-51系列单片机实用接口技术M.北京：北京航天航空大学出版社，2002.2.13.何立明.单片机应用系统设计M，北京：北京航空航天大学出版社，1999.4.张福学.传感器应用及其电路精选M，北京：电子工业出版社，1992.5.秦曾煌.电子技术BM.北京：高等教育出版社，2004.6.王仲生.智能检测与控制技术M.西安：西北工业大学出版社，2002.7.谢自美.电子线路设计M.武汉：华中科技大学出版社，2002.8.Gene F.Franklin,J.David Powell,Emami Naeini.Feedback Control of Dynamic Systems.Addison-wesley Publishing Company,19943、课题研究现状、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料基于单片机控制的机械手，就其本质上来说，属于工业机器人的范畴，机器人工程师近二十多年来迅速发展起来的综合学科。它集中了机械工程、电子工程、计算机工程、自动控制工程以及人工智能等多种学科的最新研究成果，师当代科学技术发展最活跃的领域之一，也是我国科技界跟踪国际高科技发展的重要方面。工业机器人的研究、制造和应用水平，师一个国家科技水平和经济实力的象征，正受到许多国家的广泛重视。本毕业设计是基于单片机控制的机械手的设计，机械手各活动部件采用直流电机驱动，单片机发送的控制信号经过功率放大，转换后，控制直流电机转动与停止，各个电机的协调转动，完成机械手的升降，左右旋转，伸缩等功能。工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁，单调的操作，如果没有机械手那么工人的劳动强度是很高的，有时候还要用行车员工件，生产速度大大延缓，这种情况采用机械手是很有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、反射性和其他有毒、有污染环境条件上进行操作。更显其优越性，有着广阔的发展前途。机械手是一种模仿人体上肢运动的机器，它能按照预定要求输送工种或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力，受到人们的广泛重视和欢迎。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下：（一）以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。（二）以改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。可以减轻人力，并便于有节奏的生产。综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。 一、实施计划2012年12月27日2013年1月04日，完成开题报告；2013年02月20日2013年3月05日，与专业相关的四万字符左右英文翻译。与搜集设计需要的相关资料和调研；2013年3月06日2013年3月20日，搜集基于单片机的机械手运动控制设计相关资料，完成前端电路的方案设计，请老师检查指导；2013年3月20日2013年4月20日，设计好选择方案和系统控制电路，画出原理图以及PCB图，并且编写好相关程序；2013年4月21日2013年5月01日，根据PCB图和原理图选择系统需要的相关元器件安装制作硬件系统；2013年5月02日2013年5月10日，调试程序，与指导老师商讨完善系统设计，编制相关文件；2013年5月11 日2013年5月15日，整理设计成果与资料、准备模型演示，完成毕业设计论文；2013年5月16日2013年6月03日，打印毕设成果，完成毕业设计论文撰写，导师审核，所有文本和图纸的打印，准备答辩。二、预期提交的毕业设计资料1.