[机电论文]国内高校器人大赛采用的机器人种类结构

[机电 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ]国内高校器人大赛采用的机器人种类结构 新疆农业大学机械交通学院 课程论文 国内高校机器人大赛采用的机器人种类结构驱动 方式控制方式的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 题 目 机械交通学院 学 院 机制 专 业 班级 姓 名 学号 指导教师 职称 2012 年 5 月 10 日 1 目 录 摘要................................................................ 3 前言................................................................ 4 1 手动机器人........................................................ 4 1.1 手动机器人的抓取机构........................................ 4 1.1.1 机械式手抓结构 ....................................... 4 1.1.2 投球机构.............................................. 6 1.1.3 手控机器人控制系统.................................... 7 2 自动控制机器人.................................................... 8 2.1红外 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 线传感器 ............................................ 8 2.2 碰撞传感器.................................................. 9 2.3光纤传感器 .................................................. 9 2.4 激光传感器.................................................. 9 2.5 控制系统................................................... 10 结论............................................................... 10 谢 辞........................................................... 11 参考文献:......................................................... 12 2 国内高校机器人大赛采用的机器人种类结 构驱动方式控制方式的分析 王江 指导老师:刘小勇 摘要:本文以全国高校大学生机器人大赛题目为研究对象，阐述了参赛机器 人的种类、结构、驱动方式、控制方式。 关键词:机器人;种类;结构;驱动方式;控制方式 The analysis of the robots’ type, structure, drive mode and control mode in National University College Robot Contest Wangjiang Tutor:liuxiaoyong Abstract:This article studies the robot’s types, structures, drive mode, and the control mode in National University College Robot Contest. Key words: Robot;Type;Structure;Drive mode;Control mode 3 前言 机器人是一种可编程的，能执行某些操作或移动动作的自动控制机械。我国机器人学研究起步较晚，但进步较快，已经在工业机器人、特种机器人和智能机器人各个方面区的了明显的成就，为我国机器人学的发展打下了坚实的基础。机器人技术作为20 世纪人类最伟大的发明之一，自60 年代处问世以来，经历了40 多年的发展，已取得了长足的进步。根据不同的工作环境和工作任务，机器人的种类和工作 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 是不同的，如有操作机器人，工业机器人、极限作业机器人、娱乐机器人、服务机器人等。 竞赛机器人是涉及人工智能、机器人学、通信、传感、精密机械和仿生材料等诸多领域的前沿研究和技术集成, 机器人竞赛实际上是人类高智能技术之间的对抗赛。在比赛中多采用自动机器人和手动机器人。 1 手动机器人 手动竞赛机器人主要功能是外围得分和破坏对方得分，驱动方式一般是采用四轮机构，或者三轮机构，前轮定向从动，后轮用一台直流电动机通过差速器驱动。转向控制通过大扭矩舵机改变驱动轮方向实现。拾球结构采用橡胶传送带形式, 通过传送带与地面共同挤压燃料球, 向球施加摩擦力, 将球拾进球舱。投球机构采用气缸驱动, 以压缩空气瓶为气源。通过改变气缸运动速度改变发射轨迹, 实现投球得分,或者破坏对方得分。 1.1 手动机器人的抓取机构 抓取机构是机器人的上肢。对抓取机构的要求是抓取迅速灵活可靠并有合适 运动过程中“木块”可能会脱落;夹紧力太大,“木块”的夹紧力。夹紧力太小, 可能被损坏。 1.1.1 机械式手抓结构 例如图 1 采用双爪并排放置结构,双爪之间的距离等于两堆木之间的中心距,机器人一次可以快速抓取6只“木块”。每个手爪上3只“木块”,堆垛高度较矮,因此,手动机器人能以较快的速度搬运物体,效率较高。图 2 为几种机械式手抓机构。 4 图1 夹紧机构示意图 手指形状采用与“木块”形状相吻合的圆弧形,并采用回转式的夹紧方式。指面的内衬为海绵,并在其外面裹覆一层纱布。利用海绵的柔软性,增加夹持的接触面积,利用粗糙的纱布增加摩擦力,确保夹紧定牢固。。 电机(图1中未画出)逆时针转动,安装在电机主轴上的卷轮也随之一起逆时针旋转,并把钢丝绳缠绕到卷轮上,钢丝绳拉动手指绕销轴回转,从而张开手指。电机顺时针转动时,在弹簧的作用下手指闭合。 手臂的伸缩由水平运动和垂直运动两部分构成。为简化结构,手臂水平面内的运动则直接利用手动机器人的前后左右运动来实现,手臂的升降则通过 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 升降机构来完成。。图 2 为几种机械式手抓机构。 图 2 几种机械式手抓机构 5 1.1.2 投球机构 机器人的投球机构一般可分为投射和抛射，例如投球机构的设计如图2 所示, 该机构是由2个气缸来驱动的, 气缸1实现投球功能, 气缸2用于调整投射角度。 图 3 投球机构示意图 投球机构的气动控制原理图如图3所示,2个气缸均用二位五通电磁阀控制气路的通断, 采用流量调节阀来有效地控制气缸运动速度。节流阀的流量需要经过实验反复调节, 观察整个机构的运动速度, 达到要求之后用螺纹扣件锁死。气缸1是燃料球投射机构的主要运动部件, 调整它的运动速度就可以改变射球力度和射球弹道轨迹。要想在赛场上根据情况灵活地改变射球距离和力度,就要为气缸1设计一套可控的调速模块。采用在控制大气缸的主电磁阀F1的出气口并联3个二位三通电磁阀F3、F4、F5, 在每个二位三通电磁阀的出气口上接一个节流阀( J3、J4、J5)。3个节流阀的流量经过试验后设定为3个不同的值, 即3种不同的运动速度。这样如果事先选择3个二位三通电磁阀中的任意一个通电, 那么大气缸就会获得事先设定好的出口流量, 此时主电磁阀通电, 实现投球动作。图 5 为几种抛射式投球机构。 6 图 4 投球气缸气动回路 图 6 几种抛射式投球机构 1.1.3 手控机器人控制系统 [4]手动机器人控制一般都采用PIC单片机为主控制器。PIC单片机采用精简指令集,具有运行速度快,抗干扰能力强等优点,且采用特有算法简化操作手的操作且灵活高效。控制系统采用大功率驱动、反馈电路及保护电路,驱动电机、电磁阀等执行机构,系统图如图5所示。 7 图5 系统控制图 2 自动控制机器人 自动控制机器人是比赛场上最难设计操作的机器人，它不但要设有自动行走路线，还要设有红外检测线传感器，颜色传感器，以及光纤传感器，碰撞传感器。 2.1红外检测线传感器 红外检测传感器作为机器人的眼睛, 用来探测放“木块”的位置、探测前方障碍和对方机器人。红外检测传感器的结构比较简单, 使用一对发射和接收管即可实现红外线的发射和接收, 电路图如图 6 所示。 图6红外发射接受电路 8 2.2 碰撞传感器 碰撞传感器即碰撞开关, 是一种比较简单的传感器,往往安装在机器人的前部, 作为红外传感器的补充, 探测前方的障碍, 也安装在机器人倒退或转弯时可能发生相撞的尾部或边角处, 保证机器人安全; 在某些非接触式传感器不能较好发挥效果的地方, 也用来作为定位或探测。 2.3光纤传感器 机器人的感应部分是光纤传感器。它的主要用途:1，使机器人巡设计要求颜色的线行走;2，实现对机器人的转向校正。为使机器人完成动作。譬如，当机器人向左偏时，通过检测传感器的高低电平，使CPU 获得机器人向左偏移的信息，然后调用向右校正的子程序，给左轮电机传送频率更高的脉冲，使其转速大于右轮电机的转速，这样机器人就会向右校正。而机器人转弯90度，可通过向后轮的两个直流电机传送不同频率的脉冲，来调整左右两轮的转速来实现。因传感器为OC 门输出，输入电路作了相应的改变。其电路如图7 所示。 图7 E3X- H11 传感器的OC 门输出原理图 2.4 激光传感器 激光传感器是自动机器人检测自身“木块”的输送槽中是否有木块，若果有则开启传送带将球输送到预定位置托盘上。托盘上装有一个位控开关, 球送到托 9 盘上后触发开关, 传送带停止工作,这样木块就可以发射或者抛射了。例如图 8激光传感器工作示意图。 图 8 激光传感器工作示意图 2.5 控制系统 机器人的控制系统是一个完整的系统工程, 在设计制作中, 不仅要实现原定的功能, 而且更要注意其很高的可靠性、很强的抗干扰以及良好的可扩展性; 同时, 最好的硬件还要有优良的软件相配合. 结论:本文主要是对机器人结构、种类、控制方式的一些介绍，对于机器人的行走机构、抓取机构、控制系统做了一些介绍，其中最主要的是机器人的控制系统，它是一个完整的系统工程, 在设计制作中, 不仅要实现原定的功能, 而且更要注意其很高的可靠性、很强的抗干扰以及良好的可扩展性; 同时, 最好的硬件还要有优良的软件相配合。 10 谢 辞 在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师刘小勇老师，导师对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢～ 感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。 感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。 于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批由 评和指正～ 11 参考文献: [1] 宗光华.机器人的创意设计与实践[M]. 北京:北京航空航天大学, 2004: 172 - 174. [2] 钱晓忠.竞赛机器人的创意与基本机械结构[J]. 无锡职业技术学院学报, 2005 (1) . [3] 张铁,谢存禧.机器人学[M]. 广州:华南理工大学, 2005: 26. [4] 宗光华.机器人的创意设计与实践[M]. 北京:北京航空航天大学, 2004: 172 - 174. [5] 许弋.竞赛机器人的控制系统设计[J]. 无锡职业技术学院学报, 2005, 4( 1). [6] 凌勇坚,等.气动控制系统的设计和使用[J] . 液压与气动, 2003( 3). [7] 吴广顺,等.PLC 在搬运机器人控制系统中的运用[J].机床与液压, 2006( 12). 12