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1、機械設計制造及其自動化學院畢業(yè)設計開題報告年級：機械01-6班題目：五自由度教學演示機器人結構設計指導教師：王宏學生姓名：黃亞東學號：27號2005年04月18日設計題目五自由度教學演示機器人結構設計選題的目的和意義隨著機器人技術的不斷發(fā)展，工業(yè)機器人的應用領域正在不段的擴大，對教育培訓部門提出了新的要求，大多數機器人專家都反復的強調制定培訓規(guī)劃以為新的工作崗位準備合格的勞動力，談到培訓就面臨一個協(xié)調問題，工業(yè)和教育團體應減少培訓與需要之間的協(xié)調失誤，在學校學生應了解市場情況，在教師的協(xié)助下調整自己的課程，使所學的知識和技能在畢業(yè)時能滿足社會的需要，提高畢業(yè)生的專業(yè)技能和更好的學習專業(yè)知識，提

2、高教學水平，培養(yǎng)學生的科研能力，為此選定五自由度的機器人機構設計并設計一套以實驗教學為目的的機器人演示系統(tǒng)。大量的采用機器人用減少失業(yè)，只是對教育和培訓提出了新的要求，在機器人的研究、制造和應用上有七種職業(yè)，即研究與開發(fā)、設計、制造應用、市場服務、維修與教育，現在國外機器人制造廠家不僅開設機器人入門課程，也向學校提供資助，為學校提供有效的機器人教學系統(tǒng)，某些機器人制造商與院校建立密切的協(xié)調關系，我所設計的題目對教育有很大的意義，可以使學習者對機器人的全貌有個直觀的認識，進一步對機器人系統(tǒng)極其適用的環(huán)境進行學習，使學習者熟悉機器人自動化生產及控制過程，從而提高專業(yè)設計水平及生產實踐能力。選題背景

3、研究目標、內容和關鍵問題、采取的研究方案，及本項目的創(chuàng)新之處和可行性分析：研究目標：設計出一個具有5個自由度運動的機器人結構，并設計出實驗用來說明機器人分類、結構組成極其控制原理，實現教學目的。研究內容：設計一種機器人結構，使其能完成5個自由度的運動，并采用單片機對運動進行控制以及設計出幾個實驗來說明演示系統(tǒng)的組成和結構特點和功能。基本內容有系統(tǒng)分析階段和技術設計階段以及用于教學的演示實驗部分。如機器人的動作精度以及對個方面的溫度環(huán)境條件的適應性，機器人坐標形式的選擇，驅動系統(tǒng)的類型，控制系統(tǒng)的原理圖，各部件的具體結構，機器人總裝圖的設計。關鍵問題：1、各自由度的方向的實現2、各部件結構具體結

4、構的設計和計算。3、驅動系統(tǒng)的類型4、各部位運動系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的設計5、用于教學演示系統(tǒng)的設計及方案的確定研究方案：為完成設計目的，選用臂部回轉、伸縮、腕部回轉、升降、及手爪的回轉5個自由度方向運動為主要思路，其中驅動均采用電機直接驅動，傳動部分臂部回轉采用采用蝸輪蝸桿傳動、臂部伸縮采用絲杠傳動，腕部回轉采用電機直接驅動，升降采用絲杠傳動，采用單片機逐次對不同電機進行控制實現教學演示的目的。創(chuàng)新點：結構具有線條便于理解，使初學者較快掌握其要領，理解其工作原理，各驅動部分采用電機驅動，適用于機器人教學。可執(zhí)行性：由于驅動部分采用電機來源廣，硬件部分采用單片機，選擇性較高，用于教學演示很方便可取。

5、設計任務書為順利完成設計我決定從以下方面進展：第一部分：緒論1、國內外機器人發(fā)展的狀況。2、機器人對教育、培訓的要求及本課題的提出3、工業(yè)機器人的價值第二部分：總體方案的確定1、工業(yè)機器人總體設計方案選擇的一般原則2、本結構總體方案的確定。第三部分：各自由度方向運動部位的具體結構設計和計算1、臂部和機身的設計計算2、腕部結構設計和計算3、手爪的結構設計第四部分：教學機器人演示系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計第五部分：教學機器人演示系統(tǒng)演示實驗的設計第六部分：結論第七部分：參考文獻進度安排周完成內容1查閱資料2畢業(yè)實習3完成開題報告4典型自由度選擇及運動特點各自由度運動結構設計計算56選擇各部件的具體結構，進行機器人總裝圖的設計7繪制機器人零件圖，確定及坐標尺寸8確定驅動類型9擬訂控制系統(tǒng)原理圖10教學機器人演示實驗的設計11撰寫論文準備答辯12131415161718