球面SCARA機(jī)器人總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),球面,scara,機(jī)器人,總體,整體,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 開題論證報(bào)告 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué)生姓名 董香龍 班 級 B機(jī)制077 學(xué) 號 0710101717 指導(dǎo)教師 袁 健 完成日期 2011年3月19日 課題名稱：球面SCARA機(jī)器人總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 1.課題來源：實(shí)驗(yàn)室課題 2.研究的主要內(nèi)容：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)一臺三自由度教學(xué)行機(jī)器人，用于實(shí)踐教學(xué)，機(jī)器人能進(jìn)行三個自由度方向的運(yùn)動，本課題主要設(shè)計(jì)該機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)，具體內(nèi)容有如下：（1）設(shè)計(jì)總體方案，確定機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)，繪制機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖（2）各電機(jī)的選擇，各零部件設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇，進(jìn)行機(jī)器人大臂、小臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并繪制主要零件圖（3）控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：1）繪制機(jī)器人的控制系統(tǒng)接線圖；2）編寫機(jī)器人的控制程序（4）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3．國內(nèi)外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢： 從機(jī)器人誕生到本世紀(jì)80年代初，機(jī)器人技術(shù)經(jīng)歷了一個長期緩慢的發(fā)展過程。到了90年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人的制造水平、控制速度和控制精度、可靠性等不斷提高，而機(jī)器人的制造成本和價格卻不斷下降。在西方社會，和機(jī)器人價格相反的是，人的勞動力成本有不斷增長的趨勢。 （1） 工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操做和維修)，而單機(jī)價格不斷下降。 （2） 機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。 例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)檢測系統(tǒng)三位一體化，由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)，國外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問世。 （3）工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日漸小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。 （4） 機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。 （5） 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)器人。 （6）當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控、遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入使用化階段。 （7） 機(jī)器人化機(jī)械開始興起，紛紛探索開拓其實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。 二、本課題擬解決的問題 1．球面機(jī)器人總體設(shè)計(jì)問題，例如結(jié)構(gòu)選型、總體布局； 2.機(jī)器人大臂、小臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并繪制主要零件圖； 3.各電機(jī)的選擇，各零部件設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇； 4.控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：1）繪制機(jī)器人的控制系統(tǒng)接線圖； 2）編寫機(jī)器人的控制程序； 三、解決方案及預(yù)期效果 解決方案： 1.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 2.控制系統(tǒng)硬件組成 3.控制系統(tǒng)I/O資源分配 4.控制系統(tǒng)程序編寫 預(yù)期效果： 1．能滿足要求，保證定位精度； 2．結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動可靠，裝卸方便，便于維修、調(diào)整； 3．盡量使用通用件，以便降低制造成本； 4．各動力部件便于控制。 四、課題進(jìn)度安排 2月21日～3月19日．畢業(yè)設(shè)計(jì)前期階段。 畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱資料，市場調(diào)查，到多個公司實(shí)踐，撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。 論文總體構(gòu)思方案，填寫開題報(bào)告。 3月20日～5月7日． 設(shè)計(jì)初稿階段。 完成總體設(shè)計(jì)圖、部件圖、零件圖。 5月8日～5月25日． 中期工作階段。 完善設(shè)計(jì)圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，中期檢查。 5月26日～5月27日．畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯。 5月28日～6月6日．畢業(yè)設(shè)計(jì)整改。 圖紙修改、設(shè)計(jì)說明書修改、定稿，材料復(fù)查。 6月7日～6月8日．畢業(yè)設(shè)計(jì)材料評閱。 6月9日～6月10日．畢業(yè)答辯。 6月11日～6月15日．材料整理裝袋。 五、指導(dǎo)教師意見 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　 年　 月　　日 六、專業(yè)系意見 簽名 　　　　　　 年　 月　　日 七、學(xué)院意見 　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　 年　 月　　日 4