仿人型机器人总体及臂手部结构设计开题报告

毕业设计开题论证报告专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 陆 静 金 班 级 BD机制032 学 号 0320110202 指导教师 朱 龙 英 完成日期 2007年4月15日 课题名称：仿人型机器人总体及臂手部结构设计一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述1.课题来源本课题来源于科研课题。仿人机器人的研究和应用尤其受到普遍关注，并成为智能机器人领域中最活跃的研究热点之一，研究与人类外观特征类似，具有人类智能、灵活性，能够与人交流，不断适应环境的仿人机器人一直是人类的梦想之一。2.课题研究主要内容本课题主要设计一个仿人机器人，要求该机器人具有类似于人的各主要关节，能够完成步行和手臂简单舞蹈等基本动作功能。我着重于手臂各关节的结构设计，这部分包括肩膀转动、肘部摆动、手腕转动组合而成，还包括颈关节、腰关节的设计、在各关节运动正常的同时保证各个部分的尺寸合适。3.国内外现状综述我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约200台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本较高，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模块化设计，积极推进产业化进程。我国的智能机器人和特种机器人在“863”计划的支持下，也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器人，6000米水下无缆机器人的成果居世界领先水平，还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等几种；在机器人视觉、听觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发应用方面则刚刚起步，与国外先进水平差距较大，需要在原有成绩的基础上，有重点地系统攻关，以系统集成带动机器人技术的全面发展，以及在“十五”后期立于世界先进行列之中。为了使机器人能更好的应用于工业，各工业发达国家的大学、研究机构和大工业企业对机器人系统开发投入了大量的人力财力。在美国和加拿大，各主要大学都设有机器人研究室，麻省理工学院侧重于制造过程机器人系统的研究，卡耐基梅隆机器人研究所侧重于挖掘机器人系统的研究，而斯坦福大学则着重于系统应用软件的开发。德国正研究开发“MOVE AND PLAY”机器人系统，使机器人操作就像人们操作录像机、开汽车一样。除了这些研究单位，各大机器人企业也投入大量人力、财力开发机器人系统。二、本课题拟解决的问题1.手臂部分驱动方式的选择；2.手臂部分驱动装置的位置确定；3.机器人总体结构的确定；4.手臂各关节自由度的确定；5.提高机器人的运动精确性。三、解决方案及预期效果（一）解决方案1.采用QZD-08串励直流电动机，功率、重量符合要求，转速低，从而所需的传动比小，简化了传动装置；2.由于手臂设计成空心，所以把电动机存放于手臂内，并且在各关节的末端部位，可简化机器人的传动系统，同时也可以确保其传动的精确性；3.本机器人的高度范围为60-100mm，根据人体各部分比例，机器人的身高为100mm，肩宽为30mm，手臂长为40mm；4.总共有8个自由度，腰关节回转，肩关节摆动，肘关节摆动，腕关节回转，颈关节摆动；5.调整齿轮间隙，轴与轴之间的位置偏差，也可用偏心套来调整齿轮传动间隙。（二）预期效果1结构简单；2.运动精确；3.外观实现美观；4.零件尽量采用标准件；5.能实现简单的舞蹈动作。四、课题进度安排3月19日4月1日毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。4月2日4月15日开题阶段。提出总体设计方案及草图，填写开题报告。4月16日5月23日 设计初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图。5月24日6月7日 中期工作阶段。完善设计图纸，编写毕业设计说明书，中期检查。6月8日6月10日毕业设计预答辩。6月11日6月18日毕业设计整改。图纸修改、设计说明书修改、定