L300MM智能機(jī)器小車設(shè)計(jì)【11張cad圖紙+文檔全套資料】
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L300MM智能機(jī)器小車設(shè)計(jì)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
系 別
機(jī)電學(xué)院
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名
江曉平
學(xué)號(hào)
1121080317
指導(dǎo)教師
張薇薇
左桂蘭
題 目
L300MM智能機(jī)器小車設(shè)計(jì)
本題目的意義及國內(nèi)外研究狀況：
智能小車，也稱輪式機(jī)器人，是一種以汽車電子為背景，涵蓋控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多科學(xué)的科技創(chuàng)意性設(shè)計(jì)，一般主要由路徑識(shí)別、速度采集、角度控制及車速控制等模塊組成。研究智能小車對現(xiàn)代機(jī)器人技術(shù)是有很大的幫助的。
一、國外智能小車的現(xiàn)狀研究
智能小車的發(fā)展現(xiàn)狀其實(shí)是和機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀是一樣的，因?yàn)闄C(jī)器人大致可以分為兩種，輪式機(jī)器人和足式機(jī)器人。智能小車就是輪式機(jī)器人中的一種。
在國外，機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用最多的就是制造業(yè)，并且已取得了較為顯著進(jìn)展，已成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備而得到工業(yè)界廣泛應(yīng)用，從而也形成了一批在國際上較有影響力的、知名機(jī)器人公司。如德國的KUKA、瑞典的ABB、日本的安川等。據(jù)專家預(yù)測，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計(jì)算機(jī)之后出現(xiàn)的一種新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
美國和日本多年來引領(lǐng)國際機(jī)器人的發(fā)展方向，代表著國際上機(jī)器人領(lǐng)域的最高科技水平。目前，日本除了比較關(guān)注特種機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人以外，還注重中間件的研制。然而，近年來日本基本上在做模仿性的工作，突破性技術(shù)比較少。而美國在機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)方面，一直保持著世界領(lǐng)先地位。再有，美國主要做高附加值的產(chǎn)業(yè)，比如軍用機(jī)器人，目前世界銷售的9000臺(tái)軍用機(jī)器人之中，有60%來自美國。比如：美國最近研制成功的Big Dog軍用機(jī)器人，能負(fù)重100公斤，行進(jìn)速度跟人相當(dāng)，每小時(shí)達(dá)到五公里，還能適應(yīng)各種地形，即使是在側(cè)面受到?jīng)_擊時(shí)也能保持很好的系統(tǒng)穩(wěn)定性。
由此可見，機(jī)器人領(lǐng)域在國外呈良好的發(fā)展勢頭。
二、國內(nèi)智能小車的現(xiàn)狀研究
相比于國外，我國的機(jī)器人產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)比較少，目前沈陽新松機(jī)器人股份有限公司、哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化設(shè)備有限責(zé)任公司和北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所工程中心是三家主要生產(chǎn)基地，每家企業(yè)年產(chǎn)值相比國外企業(yè)仍有較大的差距，其中還包括一些機(jī)器人外圍產(chǎn)品，沒有形成規(guī)模化生產(chǎn)，規(guī)模經(jīng)濟(jì)并不突出。
據(jù)資料顯示，截止2008年底我國制造業(yè)擁有31400臺(tái)機(jī)器人，國產(chǎn)的不足千臺(tái)，而且缺乏整體核心技術(shù)的突破，尤其在自動(dòng)控制、精加工和材料方面，具有中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)器人很少，不少關(guān)鍵元器件至今尚不能自己生產(chǎn)或者性能不高，這些因素已經(jīng)開始嚴(yán)重影響國產(chǎn)機(jī)器人做大做強(qiáng)步伐 。
但是從制造業(yè)的發(fā)展歷程看，我國正處于工業(yè)化過程中，生產(chǎn)手段必然要經(jīng)歷機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化、信息化的變革，工業(yè)制成品也將經(jīng)歷數(shù)量、質(zhì)量、柔性低成本的發(fā)展階段，目前制造業(yè)普遍需要技術(shù)和設(shè)備升級(jí)改造，以增強(qiáng)競爭力，提高經(jīng)濟(jì)效益，因此，我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間很大
研究內(nèi)容：
（1）對L300MM智能機(jī)器小車的進(jìn)行設(shè)計(jì)。
（2）完成 L300MM智能機(jī)器小車的設(shè)計(jì)方案擬定；動(dòng)力與傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)、計(jì)算與分析；動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、計(jì)算與分析；其它設(shè)計(jì)計(jì)算與說明，設(shè)計(jì)總結(jié)。
（3）用AUTOCAD 或其他軟件繪制 L300MM智能機(jī)器小車的三維模型及其主要零件圖、總裝圖。
研究方法、手段及步驟：
根據(jù)任務(wù)書的要求及收集的資料，本課題的關(guān)鍵問題在于機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)。搭載機(jī)械手的移動(dòng)機(jī)器人本體為四輪萬向輪小車，它具備自主導(dǎo)航能力。在遇到物體時(shí)，可遠(yuǎn)程控制并操作機(jī)械手抓取。車載機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)3大部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)械臂、機(jī)械手爪與基座的總稱。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)。目前專用機(jī)械手采用電氣驅(qū)動(dòng)方式的較多。手部安裝與手臂前端是用來抓持工件(或工具)的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。手臂的作用是引導(dǎo)手指精確地抓住目標(biāo)物體，并運(yùn)送到所需要的位置上去，故手臂的位置需精確定位。手臂由以下幾部分組成：①動(dòng)作元件，帶動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置，在本車載機(jī)械手中為兩臺(tái)直流無刷伺服電機(jī)，驅(qū)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)；②導(dǎo)向裝置，保證手臂的正確方向及承受由于目標(biāo)物體重量所產(chǎn)生的彎曲和扭轉(zhuǎn)力矩；③手臂，承接和承受外力作用的部件，手臂上的零部件都裝在手臂上。
機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)還需要從其自由度出發(fā)，結(jié)合材料、動(dòng)力、抓取的物品的形狀等方面，保證其能在特殊環(huán)境下準(zhǔn)確的夾取指定的物品。
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