四自由度SCARA教学型机器人结构设计 开题报告.doc
四自由度SCARA教学型机器人的结构设计【长春工程优秀毕设带二维和三维图纸】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：108390421
类型：共享资源
大小：36.83MB
格式：ZIP
上传时间：2020-12-31
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
600
积分
- 关 键 词：
-
自由度
SCARA
教学
机器人
结构设计
长春
工程
优秀
毕设带二
维和
三维
图纸
- 资源描述：
-
喜欢这个资料需要的话就充值下载吧。。。资源目录里展示的全都有预览可以查看的噢，，下载就有,,请放心下载，原稿可自行编辑修改=【QQ：11970985 可咨询交流】====================喜欢就充值下载吧。。。资源目录里展示的全都有，，下载后全都有,,请放心下载，原稿可自行编辑修改=【QQ：197216396 可咨询交流】====================
- 内容简介：
-
开题报告设计题目： 四自由度SCARA教学型机器人结构设计 学生姓名： 学院名称： 专业名称： 班级名称： 学 号： 指导教师： 教师职称: 学 历： 年 3月 2日、课题论证1.1课题研究的背景与意义（1） 研究背景机器人技术作为高科技的一个重要研究领域,普遍受到各国政府的重视,已经成为制造业中不可缺少的重要装备和手段,同时也成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。随着机器人技术的迅猛发展和广泛应用,各大院校陆续开展了机器人课程的教学,因此迫切需要对教学机器人的进行研究与开发。并且随着网络与集成技术的迅速发展，机器人除在制造业、农业、医疗、海洋开发等方面得到了越来越广泛的应用外，已开始渗透到人们生活的各个方面。因此，导致机器人技术与相关方面人才的需要迅速增加，而教学机器人作为这种先进技术的实物载体，在教学中的位置也越来越重要。教学机器人的作用主要以展示机械结构、运动特征和功能关系为主，相对于工业机器人，具有它的特殊性：首先，一台教学机器人相当于一个试验平台，要能显示多种运动性能，因此，应用环境广泛，功能多样。其次，其制造加上精度略低于工业机器人，且性价比高。另外，教学机器人体积小，重量轻。对此，专用性强的工业机器人的研制方法不能满足这样的要求。（2） 研究意义 教学型机器人是一种适合大中专学生的具有开放式特征的实训实验平台，是多种高科技的融合，可以完成电工、电子、单片机、机械设计、传感器、人工智能、机电控制、数字信号处理等许多课程的几百个实训实验。模糊控制、行为控制、人工智能、机器人学、多生命体、导盲机器人、智能家用电器等学科领域在实训实验中可以都得到更好理解和掌握，从而更好的使学生的综合能力得以提高。11.2文献综述（相关课题国内外研究的现状）（1） 国内研究现状由于国内工业机器人发展起步比较晚，受较多关键技术的影响，SCARA机器人的发展也受所影响。我国第一台SCARA装配机器人由熊猫电子集团有限公司于1992年设计制造出来。图一：四轴scara机器人Fig1：Four axis SCARA robot我国第一台高性能精密装配机器人是上海交通大学于1995年研制的“精密一号装配机器人”，它是在国家 863计划智能机器人主题下研制的一台SCARA 4轴装配机器人。该机器人采用直接驱动技术，减少了减速器等造成的传动误差，具有较高的运动速度和定位精度。SCARA机器人的工作性能主要是由机器人各关节的驱动方式决定的, 各个关节驱动模块不仅用来实现机器人高精度转动, 而且要用来承担整个机器人以及其负载的扭矩, 因此对机器人关节驱动模块的选择与安装往往具有非常高的要求。目前, 对于SCARA机器人强度分析及优化的研究已经比较成熟, 在强度分析方面主要以有限元分析方法为主, 在优化设计方面以质量优化与拓扑优化为主, 而在拓扑优化中可分为单目标优化方法与多目标优化方法。SCARA机器人是一种重复定位精度要求极高的平面关节机器人, 在实际工作中, 零部件形变误差、运动的平稳性以及负载大小直接影响末端的定位精度, 因此对SCARA机器人进行误差分析及优化, 提高重复定位精度具有十分重要的意义。目前对SCARA机器人误差研究主要有两种研究方向, 一种是基于纯刚性SCARA机器人误差分析, 另一种是基于刚柔耦合SCARA机器人误差分析。前者主要是建立刚性模型, 通过有限元静力学计算与D-H矩阵计算得到运动学正向误差, 后者主要是通过AN-SYS与ADAMS建立刚柔耦合模型进行动力学仿真, 并将刚体模型和刚柔耦合模型的末端轨迹进行对比, 分析偏差曲线。2（2） 国外研究现状关于SCARA机器人的研究至少可以追溯到40年前。1978年, 日本山梨大学教授牧野洋与他的学生们共同研发出世界上第一款SCARA机器人, 该机器人在结构上与现代SCARA机器人区别很大, 其具有4个轴和4个运动自由度, 结构形式如图1所示, 包括X、Y、Z方向上平移以及绕Z轴旋转, 由于受到技术的限制, 没有使用电机直接驱动关节, 而是采用齿轮及链条等传动机构, 这使得这款SCARA机器人相比于直驱型SCARA机器人, 体积大23倍, 响应速度较慢, 工作精度也相对较差, 应用环境受到限制。3,4图2：结构图 1Fig2：Structural drawing 1随后在1984年, Adept机器人公司推出了世界上第一款电机直驱SCARA机器人AdeptOne5, 这款机器人采用电机直接驱动的方式实现关节的运动, 传动系统中省去了齿轮以及链条等传动机构, 使得机器人在工作时避免了传动机构之间的摩擦、刚度低以及齿隙等缺陷, 极大地提高了机器人的响应速度和工作精度, 然而由于AdeptOne机器人是采用电机直接驱动关节, 需要体积较大的电机来提供很大的力矩这大大增加了机器人体积与重量。图3：结构图 2Fig3：Structural drawing 2但是AdeptOne机器人在SCARA机器人领域具有划时代意义, 研究人员将AdeptOne基本框架与先进的减速器技术相结合, 实现“电机+减速器”的关节直驱运行方式, 从此奠定了SCARA机器人的基本结构。6对于SCARA机器人轨迹规划，首先进行运动分析，其中通过D-H理论建立坐标系, 并通过MATLAB软件对SCARA机器人进行运动分析, 直观地显示出机器人各关节的运动状态。7 其次，可使用图像处理方法对SCARA机器人进行路径规划,利用D-H参数将图像所提取出来的点转化为关节执行器轨迹, 在找到标记点的位置和方向后, 进行路径规划8。另一方面，机器人参数辨识是获得高精度动力学方程的前提条件, 是获得高精度运动控制算法的必要条件。SCARA机器人参数辨识的方法有很多, 包括遗传算法、CAD法、实验测量法以及整体辨识法等。9 1.3 总体方案设计 （1）设计要求：负载能力:大于3kg；重复定位精度: 0.08mm；工作半径：400mm；高度：H700mm；我们可以根据参数要求进行设计。（2）结构设计机器人由基座、大臂、小臂和腕部组成。基座与大臂间连接称为肩关节大臂与小臂间连接称为肘关节小臂与腕部间连接称为腕关节个关节中肩关节为沿轴的移动自由度肘关节与腕关节均为绕轴的转动自由度其中腕部包含两个绕轴的转动自由度分别控制腕部的转动与机器人末端执行器的转动。滚珠丝杆传动适用于轻载、高精度场合同步齿形带传动具有精度高、 中心距大、 承载能力强等优点，因此 机器人肩关节采用滚珠丝杆传动其余关节采用同步齿形带传动。（3）传动结构设计（肩关节）步进电机 滚珠丝杆大臂（肘关节）步进电机 同步齿形带 小臂（腕关节）步进电机 同步齿形带 腕部（末端执行器）气缸 末端执行器 1.4进度安排周数时间任务第一周3.09-3.15收集资料第二周3.16-3.22翻译外文文献，攥写开题报告第三周3.23-3.29零件设计第四周3.30-4.05零件设计第五周4.06-4.12零件图绘制第六周4.13-4.19零件图绘制第七周4.20-4.26总体设计第八周4.27-5.03总体设计第九周5.04-5.10总装配图绘制第十周5.11-5.17总装配图绘制第十一周5.18-5.24总装配图绘制第十二周5.25-5.31编写设计说明书第十三周6.01-6.07整理及修改第十四周6.08-6.14答辩表1：进度安排表 1.4注意存在的问题（1）因为存在重复定位精度高的设计要求，所以要注意零部件的选型。（2）由于夹取装置位于小臂的末端，对重量和惯量比较敏感，因此要求设计结构紧凑、重量较轻等特点，所以在结构设计和材料选型上需要多方比较。1.5参考文献1朱慧玲.教学机器人的开发与设计J.机电产品开发与创新,2007(02):17-19.2赵春,王延杰,张霖,骆敏舟.高速轻型SCARA机器人的机械结构及控制系统研究进展J.机电工程技术,2019,48(06):5-11.3范鹏飞.SCARA机器人结构优化设计及运动学仿真D.合肥:合肥工业大学, 2016.4陈汀.SCARA机器人的设计及运动、动力学研究D.合肥:合肥大学, 2008.5蔡宗耀, 黄晓东, 周国民.AdeptOne装配机器人本体机构分析J.杭州电子工业学院学报, 1996 (04) :126-131.6毛燕,徐晓宇,高峰.SCARA机器人的结构动态设计与改进J.机械,2007(07):56-58.7Yunbo He, Jiajun Chen.Research on Motion Simulation of Wafer Handling Robot Based on SCARAC.2018 18Lee J Y, Lee C S.Path planning for SCARA robot based on marker detection using feature extraction and, labellingJ.International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 2018 (3) :1-8.9Fei F, Hong-Jie H U.Parameter Identification of SCARA Robot Based on PSO Algorithm of ChaosJ.Automation&Instrumentation, 2017.2、答辩组论证结论（1）方案可行，技术路线清晰 （2）方案可行，技术路线基本
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
|
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器
4:下载后的文档和图纸-无水印
5:文档经过压缩，下载后原文更清晰
|
川公网安备: 51019002004831号