《机器人三维设计基础》三级项目指导书

PAGEPAGE3大连东软信息学院 智能与电子工程学院《机器人三维设计基础》三级项目指导书《机器人三维设计基础》课程组编写大连东软信息学院智能与电子工程学院2025年6月目录1项目设计目的 32内容及要求 33设计与实现 54项目报告要求 65项目报告提交要求 66考核与评价 6大连东软信息学院 智能与电子工程学院1项目设计目的项目设计的目的是通过本项目的完成，使学生对课程理论内容进行综合考察，培养学生对零件体和装配体的综合应用建模能力，掌握使用SolidWorks软件，根据需求进行设计与建模的方法，能够建立合理且完整的零件体，并将零件体用合适的约束方式为装配体，并掌握蜘蛛机器人的设计方法和撰写文档能力，进一步加深掌握三维设计的建模方法。以学生自行研究设计为主，老师讲授为辅，引导学生利用所学知识，使用SolidWorks建模工具完成蜘蛛机器人的项目设计。2内容及要求本项目在学习理论知识基础上要求学生利用10学时时间，完成蜘蛛机器人的建模设计。学生需通过多种途径调研后，在有足够的知识储备的前提下进行设计。（1）蜘蛛机器人建模示例及整体要求应用SolidWorks2020软件对蜘蛛机器人进行建模，要求完成的机器人为装配体模型，不能为单个零件一体成型，要由多个零件装配完成，装配体装配方式合理，使蜘蛛机器人能够以合理的方式运动，并配合合适的传感器（如摄像头、超声波、激光雷达等），并对外观加以渲染，如下图1所示。图1蜘蛛机器人示例（供参考）（2）蜘蛛机器人结构要求蜘蛛机器人结构上主要由三部分组成：蜘蛛躯干，蜘蛛腿和传感器，三部分均不可为单一零件一体成型，应做成子装配体形式，最后再将子装配体装配为一个总装配体，暨完整的蜘蛛机器人。总装配体和子装配体的结构树关系示意图，如图2所示。图2结构树示意图三部分要求具体如下：1）蜘蛛躯干蜘蛛躯干部分应由多个零件组成，装配为子装配体，空间上要考虑到为蜘蛛腿和传感器的安装留出足够空间及合理的安装位置（参考图1中机器人的躯干部分）。2）蜘蛛腿蜘蛛腿的数量上应为4只/6只/8只，每条蜘蛛腿均为独立子装配体，每条蜘蛛腿的关节处应配置舵机（如图3所示）用于旋转，并将可旋转角度控制在合理范围内，避免蜘蛛腿出现不符合物理规律的运动。图3舵机3）传感器传感器可以选择一个或多个，一种或多种，选择范围包括但不限于双目相机、激光雷达、超声波传感器等，如图4所示。不论选用何种传感器都应为子装配体形式（根据实际情况进行装配）。并应放置在机器人的合理位置，保证其在真实环境中可以正常发挥其功能，不受遮挡且方向正确，可以选择配置云台舵机来使传感器旋转，以扩大检测范围。图4从左到右分别是：超声波传感器、双目相机、激光雷达（3）蜘蛛机器人视频演示要求要求录制1-2分钟的演示视频对蜘蛛机器人的建模、可以的运动方式及各部分间的装配方式进行阐述与演示。视频具体流程内容：小组成员全部露脸并说出自己的姓名，然后开始演示自己小组所建立的蜘蛛机器人模型，演示包括对结构树的演示和讲解、对模型整体设计理念的阐述、对各部分间装配方式的说明、并展示机器人各部分可以的运动方式及其设计目的，同时配合说明。（4）撰写项目报告根据《机器人三维设计基础》三级项目报告模版进行项目报告撰写，内容上尽可能详实，应从零件到子装配体，再到总装配体分步进行分析，配合图片进行完整的阐述讲解。格式上按照项目报告模版中三级项目报告格式规范执行。具体要求详见第5部分设计报告要求。3设计与实现学生分成小组进行项目设计，最终完成蜘蛛机器人各部分零件设计、子装配体组装及总装配体的最终组装，并录制演示视频，对自己的设计进行演示及讲解。另外学生需要完成项目报告编写。通过项目设计，“做中学，学中做”的实践教学方法，让学生更好的理解并掌握如何使用SolidWorks三维设计软件对机器人进行建模设计，为以后从事机器人结构设计工作打下基础。4项目报告要求每人提交一份电子版的项目报告（同组两人提交相同报告，每人一份，暨一组两人提交两份相同报告），项目报告需包含以下内容：（1）项目设计方案，整体构思；（2）项目的设计理念、结构、功能等，零件设计，子装配体设计及总装配体设计；（3）项目最终完成情况，配合图片说明关节的运动姿态，各连接部分的装配方式；（4）完成基本设计要求的基础上完成了哪些创新性设计；（5）分析项目还有哪些可以持续改进的地方，拟采用的改进方法。（6）小组各成员在项目设计过程中都做了哪些工作和贡献，贡献占比，总计100%。项目报告命名要求：机器人252xx班-xx组-姓名-学号。5项目文件提交要求每人提交一份项目文件，内容包括：（1）总装配体文件，包括其中的子装配体及零件文件；（2）演示视频；（3）个人项目报告，具体要求参考第5条。项目文件命名