自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、1洲斜技考說(shuō)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告題目：自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì)院（系）：電氣與信息工程學(xué)院專業(yè)：電子信息工程班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：開(kāi)題報(bào)告日期：2012年12月25日填寫(xiě)說(shuō)明一、開(kāi)題報(bào)告應(yīng)包括下列主要內(nèi)容：研究目的和意義；國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況（文獻(xiàn)綜述）；研究/設(shè)計(jì)的目標(biāo)；研究/設(shè)計(jì)主要內(nèi)容；時(shí)間進(jìn)程；參考文獻(xiàn)。二、開(kāi)題報(bào)告字?jǐn)?shù)應(yīng)不少于2.5千字。三、開(kāi)題報(bào)告時(shí)間應(yīng)最遲應(yīng)于開(kāi)題答辯后一周上交。四、若本次開(kāi)題報(bào)告未通過(guò)，需在1個(gè)月內(nèi)再次進(jìn)行開(kāi)題報(bào)告。五、開(kāi)題報(bào)告結(jié)束后，評(píng)議小組給出開(kāi)題報(bào)告成績(jī)，由教研室歸檔。六、雙面打印。七、此表不夠填寫(xiě)時(shí)，可另附頁(yè)。黑龍江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題

2、報(bào)告題 目自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì)1、研究目的和意義本課題最終目的在于研制機(jī)器搬運(yùn)取代人工搬運(yùn)工作，由于現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，使得機(jī)器人已 被越來(lái)越多的應(yīng)用到科技、生產(chǎn)加工、服務(wù)等各個(gè)領(lǐng)域，并將有著更加廣泛的發(fā)展，機(jī)器人的研制和 生產(chǎn)已迅速發(fā)殿起來(lái)的一門新興的技術(shù)。機(jī)器人是提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量的重要工具。將機(jī)器 人應(yīng)用于生產(chǎn)具有如下優(yōu)點(diǎn)：以提高生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化程度，有效的完成工業(yè)生產(chǎn)的各種操作流程，以及人工所不能完成的 一些操作，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本；以改善勞動(dòng)條件，避免人身事故，在高溫、高 壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場(chǎng)合中，

3、用 人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的，而搬運(yùn)機(jī)器人即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞 動(dòng)條件得以改善。在一些簡(jiǎn)單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造 成的人身事故；可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)，代替人進(jìn)行工作，直接減少人力勞作，同時(shí)由 于還可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床的綜合加工自動(dòng)線上，以減 少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)，是現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)， 通過(guò)機(jī)器人及搬運(yùn)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析研究，熟悉了機(jī)器人設(shè)計(jì)分析的思路和流程，了解了我國(guó)和 世界其他各國(guó)機(jī)器人的發(fā)展水平和現(xiàn)狀，認(rèn)知了當(dāng)今機(jī)械行業(yè)的最

4、新前沿科技，檢測(cè)了自己在分析理 論和解決實(shí)際問(wèn)題上的能力，為日后的研究工作打下了良好的基礎(chǔ)。2、國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況（文獻(xiàn)綜述）自從20世紀(jì)60年代初人類制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人以后，機(jī)器人就顯示出了極強(qiáng)的生命力。經(jīng) 過(guò)四十年的迅速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家中，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、機(jī) 械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等諸多領(lǐng)域中。機(jī)器人 的分類方法有多種，按其應(yīng)用可分為，工業(yè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī) 器人、空間機(jī)器人和娛樂(lè)機(jī)器人。作為先進(jìn)制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段，工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器 人中的一個(gè)重要分支，是機(jī)器人領(lǐng)

5、域的重要研究發(fā)展方向，對(duì)工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃和控制的研究， 一直受到人們的普遍關(guān)注。工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平和科技水平的重要標(biāo)志，搬 運(yùn)機(jī)械人的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支，它的特點(diǎn)是可通過(guò)編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu) 造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán) 境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。目前，對(duì)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展有最重 要影響的國(guó)家是日本和美國(guó)，美國(guó)在機(jī)器人技術(shù)的綜合性水平上仍處于領(lǐng)先地位，日本生產(chǎn)的機(jī)器人 數(shù)量和種類則居世界首位。我國(guó)發(fā)展機(jī)器人技術(shù)起步于20世紀(jì)70年代末，目前已基本掌握了機(jī)器人

6、操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、 控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開(kāi)發(fā)出噴漆、 弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人。但是我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一 定的距離?？傮w來(lái)說(shuō)，我國(guó)仍是一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的消費(fèi)市場(chǎng)，行業(yè)市場(chǎng)處于發(fā)展壯大中，因此，裝卸、 搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，搬運(yùn)機(jī)器人就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。搬運(yùn)機(jī)械手在鍛造 工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動(dòng)條件。國(guó)外在這方面的運(yùn)用不僅 在單機(jī)、專機(jī)上采用，以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并和機(jī)床共同組成一個(gè)綜合的數(shù)控加工系統(tǒng)。同時(shí)研 究采用攝象機(jī)和力傳感裝置和微型計(jì)算

7、機(jī)連在一起，能確定零件的方位達(dá)到準(zhǔn)確搬運(yùn)的目的。所以搬 運(yùn)機(jī)器人以及搬運(yùn)機(jī)械手的研究發(fā)展是我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。3、研究/設(shè)計(jì)的目標(biāo)：本設(shè)計(jì)的目標(biāo)是制作一個(gè)能自動(dòng)行駛在起始位置與終點(diǎn)庫(kù)房間的搬運(yùn)機(jī)器人。此裝置可以將場(chǎng)地 預(yù)先放置好的3個(gè)木質(zhì)正立方體由對(duì)方位置搬運(yùn)到庫(kù)房?jī)?nèi)。搬運(yùn)場(chǎng)地面積1.2X1.2米，表面為白色，可貼白紙，終點(diǎn)庫(kù)房設(shè)與地面垂直的I形檔板，其長(zhǎng) 寬高為20 x20 x10cm，在起始點(diǎn)處有2 cm寬的黑線，搬運(yùn)場(chǎng)地如圖所示。 20cm 翻|I UW120 cm圖1搬運(yùn)場(chǎng)地圖實(shí)現(xiàn)目標(biāo)任務(wù)具體有以下要求。機(jī)器人從起始線出發(fā)(出發(fā)前，機(jī)器人任何部分不得超出起跑線，后端不限,)自

8、動(dòng)將木塊 逐一運(yùn)送到庫(kù)房?jī)?nèi)(允許倒車)。運(yùn)行的時(shí)間應(yīng)力求最短(從合上電源開(kāi)關(guān)開(kāi)始計(jì)時(shí))。木塊運(yùn)送到達(dá)庫(kù)房時(shí)，應(yīng)能堆放到庫(kù)房檔板20cm線以內(nèi)；如果不能全部運(yùn)入庫(kù)房，記錄 木塊距離20cm線的最大距離。用秒表記錄整個(gè)搬運(yùn)時(shí)間。自動(dòng)記錄、顯示每一次往返的時(shí)間(記錄顯示裝置要求安裝在機(jī)器人上)和總的行駛時(shí)間。木塊運(yùn)送到達(dá)終點(diǎn)庫(kù)房時(shí)，應(yīng)能夠整齊排列堆放到庫(kù)房擋板10cm線以內(nèi)，3個(gè)木塊的左右 邊線應(yīng)盡量對(duì)齊，記錄偏差尺寸。4、研究/設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：本方案設(shè)計(jì)出一個(gè)車載機(jī)械裝置，帶有自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)物塊，識(shí)別目標(biāo)U型倉(cāng)庫(kù)的功能，附帶簡(jiǎn) 易夾持裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)識(shí)別物塊，主控芯片控制夾持裝置準(zhǔn)確夾持并運(yùn)送其平穩(wěn)入庫(kù)

9、，可靠性高，實(shí) 現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，節(jié)約資源。5、時(shí)間進(jìn)程：2012年11月12月，搜集國(guó)內(nèi)外與課題有關(guān)的資料，進(jìn)行閱讀與分析。2012年12月2013年2月末，提出課題研究初步方案。2013年2月28日2013年3月25日，畢業(yè)實(shí)習(xí)。2013年3月26日2013年4月18日，設(shè)計(jì)硬件焊接電路等部分。2013年4月19日2013年5月7日，設(shè)計(jì)軟件程序等部分。2013年5月8日2013年5月31日，硬件軟件結(jié)合完成測(cè)試。2013年6月初到最后，對(duì)研究工作和成果進(jìn)行總結(jié)，撰寫(xiě)論文，完成整個(gè)設(shè)計(jì)的研究。6、參考文獻(xiàn)：蘇鐵力等編著，傳感器及其接口技術(shù).北京：中國(guó)石化出版社，2000.李廣弟編著.單片機(jī)基礎(chǔ).

10、北京：航空航天大學(xué)出版社，2000.閻石編著.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，2001.許瑋、沈建良編著.單片機(jī)快速入門.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008萬(wàn)福君、潘松峰、劉芳編著MCS-51單片機(jī)原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出社，2008.F X. Mei, “Foundations of Mechanics of Nonholonomic Systems”，Beijing: BIT Press, 1985, (i n Chinese).ISIDORI. “Nonlinear Control Systems”，Springer-Verlag, 1995.F. Mazenc, A Iggudr, “Backstepping with bounded feedbacks”，Systems& Control Letters, 2004.Lionel Birglen, Thierry Laliberte, Clement Gosselin. Underactuated Robotic Hands M,Scientific Publishing Services Pvt. Ltd.