机器人搬运挑战赛规则-2012-12

机器人搬运挑战赛规则-2012-12
机器人搬运挑战赛规则-2012-12

附件2

机器人搬运挑战赛规则

一.任务

参赛队要设计一个能自主控制的机器人,机器人在既定的场地中从基地出发,到达目标区将代表货物的橙色乒乓球运至得分区。

比赛分初中组和小学组。

二.参赛队

1.参赛队规定:

小学组:每队一台机器人,每队由两名队员组成。

初中组:每队一台机器人,每队由两名队员组成。

2.参赛队自备笔记本电脑。

3.参赛机器人出发前大小不得超过30cm*30cm*30cm,限重 1.2Kg (含),其他如材料、设备等没有限制,但在机器人行进过程中不得对场地造成损坏。

4.参赛机器人必须是在无人干预下自动控制,除启动外,任务的执行过程完全由机器人自动进行。

5. 任何的积木、机器人组件、市场上购买的电子元件等都可以用来制作机器人,机器人的制作以及程序的编写应主要由队员自己完成,拿老师或者机器人厂商制作的成品机器人直接参赛者会被取消比赛资格。不能使用易燃易爆物品制作机器人。

6. 每个参赛队赛前在比赛现场应提交一个能证明机器人制作过程的文档,这个文档不是展示性的文档,而是过程性的,内容应包括能体现学生参与制作过程的图片、日志等内容。文档中应该写明机器人使用的CPU具体参数,机器人编程使用的计算机语言或者编程环境,机器人的外围电路扩展所用到的电子元件和材料,并附机器人作品源程序。提交上述纸质材料和实物图片的同时,必须同时提交供资料电子稿光盘。

7.参赛队任何人员均不得事先在场地留下任何疑似标记,否则裁判

员有权取消参赛队本轮的参赛资格。

8.比赛过程中参赛队员不得通过任何形式与场外人员交流,在裁判员警告无效后,取消该参赛队本届比赛资格。

9.竞赛的目的是锻炼学生解决问题的能力,并非促进厂家成品的销售,允许学生采购散件器材,坚决禁止购买成品机器人参赛,如果发现雷同作品将取消队员的参赛资格,或者只授予最低奖项。

10.省赛将增加面试环节。学生讲解制作过程以及运行原理。三.场地

1.比赛场地在制作方面可能会与自己的练习场地不同,但这种差异是在规则允许范围之内,比赛均以现场使用的场地为准;

2.比赛场地如下图所示:

比赛场地为例子场地,A点和B点之间会出现如下图所示三种曲线之一,曲线在A点和B点之间的位置不确定,中学组除出现曲线外在A点和B点之间还会出现直径不超过4mm的木条(一般是圆形一次性筷子)。曲线和木条之间至少距离30cm,比赛场地每轮比赛前现场确定,一经确定本轮比赛场地将不再变化,但第二轮比赛场地要重新抽取。

240cm

240cm

240cm

(1)场地的长为240cm,宽为120cm,边框高为15cm。地板颜色为白色。

(2)黄色区域为基地,长30cm,宽30cm 。

(3)目标区为白色木质盒子,外框长44cm,宽24cm,高12cm。有底板。

(4)得分区为白色木质盒子,外框长44cm,宽24cm,高12cm,有底板

(5)用来连接目标区和得分区的黑线宽2cm,曲线印刷在30cm*30cm的方块上。比赛时抽取。

(6)场地以及场地中所用到的目标区与得分区盒子材料均为1-2cm厚的木板或密度板,表面颜色为白色。

(7)得分区底部会放置柔软材质以防止乒乓球弹出。

四.比赛规则

机器人从基地出发后可以多次往返目标区和得分区之间,每次运输的乒乓球数量不限,比赛时间为2分钟,2分钟时间内运球数量多的代表队取胜。

1.比赛注意事项如下:

(1)比赛开始前,参赛队员可以现场调试机器人,但距离比赛开始前15分钟停止调试,机器人需交裁判封存。(如机器人尺寸、重量等不符合要求,将被取消参赛资格,因此请参赛队员仔细阅读比赛规则)(2)比赛开始:机器人从基地出发,按照既定策略到达目标区后将乒乓球运回得分区;机器人出发前任何部分不得超出基地。

(3)比赛过程中,任何比赛队员不得接触机器人,用手接触或以其他方式干预机器人的,本次搬运成绩无效,情况严重的取消本轮比赛成绩;比赛过程中机器人可以多次往返于目标区和得分区之间且每次运输的乒乓球数量不限。

(4)比赛过程中,机器人如果出现问题不能正常参加比赛,参赛队员可以申请将机器人放回基地,当次运球成绩无效,每场比赛每队只有两次将机器人放回基地的机会。

(5)比赛过程中如果目标区中的乒乓球被取完,那么比赛自动结束。

(6)每支参赛队参加两轮比赛,取两轮成绩总和为最终成绩。

(7)参赛队员可以利用两轮比赛之间的空闲时间调试机器人,但不允许更换机器人,允许更换电池。

(8)比赛过程中出现平局时,如果影响比赛奖次,将进行加时赛。出现不影响奖次的平局时不执行加时赛。

加时赛时间限定为1分钟,根据得分多少决出胜负。

2.计分方法:在二分钟时间内,机器人从基地出发,运至得分区乒乓球数量多的队伍获胜;比赛结束时在得分区中的乒乓球每个得1分。

3.中断处理:当机器人出现脱线和无法继续比赛的故障时,经裁判允许可以将机器人放回基地重新开始,本次运球成绩无效,累计三次出现故障或者脱离黑线时本轮比赛结束。

4.关于弃权的处理。当参赛队提出弃权时,该队本轮比赛成绩为0分,但不影响参加下一轮比赛。

5.术语解释

(1)得分:机器人启动后从基地出发,自动将目标区的乒乓球运至得分区,中途如果有任何人为干预将不得分。得分区中的乒乓球每个得1分,其他任何位置的乒乓球不得分。放入得分区后又弹出的乒乓球或运输途中掉落的乒乓球不得分。机器人成功按照规则走过曲线得10分,压过木条得10分。结束时机器人搬运过程中的球每个得0.5分。没从目标区中取出的球不计分。

(2)犯规:裁判口令未发出而机器人启动、在比赛中未经裁判允许选手触碰机器人、故意破坏竞赛场地等行为,以及经裁判认定为影响比赛正常进行的其他事项均判定为犯规。

(3)基地:机器人的出发区域。图中用淡黄色标示。

(4)目标区:比赛开始前存放乒乓球的位置,且限定每轮比赛前乒乓球填装满整个盒子。

(5)得分区:用于存放机器人从目标区搬运回的乒乓球。

五.比赛程序

1.抽签决定分组。在指定时间及地点由参赛队员抽签决定出场顺序号。

2.检录及检测。参赛队按照比赛顺序,经过检录组检测机器人后,按顺序进场准备比赛。

3.比赛开始。裁判鸣哨时开始比赛,参赛队员可以启动机器人去目标区搬运乒乓球,并开始计时。

4.犯规处罚。当参赛队出现明显犯规时将被取消当次运球成绩,严重犯规时(如队员故意顶撞裁判员、不服从裁判而有意干扰比赛等)裁判员可视情况取消本轮比赛成绩,情节严重者,裁判员有权中止比赛,并判罚犯规方成绩为0分。

5.比赛结束。比赛时间到,比赛结束并记录成绩。注意:修复机器人时不停表。

6.签字。参赛队队员签字确认成绩。签字确认后成绩有效,如果队员拒绝签字视为弃权。

智能搬运机器人项目可行性研究报告

智能搬运机器人项目 可行性研究报告 xxx集团

第一章总论 一、项目概况 (一)项目名称 智能搬运机器人项目 (二)项目选址 xx经济开发区 对周围环境不应产生污染或对周围环境污染不超过国家有关法律和现 行标准的允许范围,不会引起当地居民的不满,不会造成不良的社会影响。 (三)项目用地规模 项目总用地面积53800.22平方米(折合约80.66亩)。 (四)项目用地控制指标 该工程规划建筑系数54.20%,建筑容积率1.07,建设区域绿化覆盖率7.95%,固定资产投资强度177.40万元/亩。 (五)土建工程指标 项目净用地面积53800.22平方米,建筑物基底占地面积29159.72平 方米,总建筑面积57566.24平方米,其中:规划建设主体工程42271.13 平方米,项目规划绿化面积4576.82平方米。 (六)设备选型方案 项目计划购置设备共计110台(套),设备购置费5114.16万元。

(七)节能分析 1、项目年用电量635631.19千瓦时,折合78.12吨标准煤。 2、项目年总用水量35246.18立方米,折合3.01吨标准煤。 3、“智能搬运机器人项目投资建设项目”,年用电量635631.19千瓦时,年总用水量35246.18立方米,项目年综合总耗能量(当量值)81.13 吨标准煤/年。达产年综合节能量22.88吨标准煤/年,项目总节能率 28.66%,能源利用效果良好。 (八)环境保护 项目符合xx经济开发区发展规划,符合xx经济开发区产业结构调整 规划和国家的产业发展政策;对产生的各类污染物都采取了切实可行的治 理措施,严格控制在国家规定的排放标准内,项目建设不会对区域生态环 境产生明显的影响。 (九)项目总投资及资金构成 项目预计总投资18832.94万元,其中:固定资产投资14309.08万元,占项目总投资的75.98%;流动资金4523.86万元,占项目总投资的24.02%。 (十)资金筹措 该项目现阶段投资均由企业自筹。 (十一)项目预期经济效益规划目标 预期达产年营业收入38760.00万元,总成本费用29806.75万元,税 金及附加363.39万元,利润总额8953.25万元,利税总额10551.57万元,

搬运机器人结构设计与分析_毕业设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 搬运机器人结构设计与分析 摘要 在当今大规模制造业中,企业为提高生产效率,保障产品质量,工业机器人作为自动化生产线上的重要成员,逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。目前,工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作。 本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论,对原有的机械结构提出了新的改进方法,并把现在的新技术应用到本课题中,从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状,提出了具体的搬运机器人设计要求,并根据搬运机器人各部分的设计原则,进行了系统总体方案设计以及包括:机器人的手部、腕部、臂部、腰部在内的机械结构设计。此搬运机器人的驱动源来自液压系统,执行元件包括:柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动,进而实现搬运机器人的实际作业。 关键词:搬运机器人;液压系统;机械结构设计;操作

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ Abstract In the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work. The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts,for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot. Keywords:Transfer robot;Hydraulic System;Mechanical Design;Operating

工业机器人的运动轨迹

专题综述 课程名称工业自动化专题 题目名称工业机器人的运动轨迹学生学院____ _ 自动化________ 专业班级___ _ _ 学号 学生姓名___ _ _ 指导教师_____ _____ 2013 年 6月 27日

工业机器人的运动轨迹综述 【摘要】:随着知识经济时代的到来,高技术已成为世界各国争夺的焦点,机器人技术作为高技术的一个重要分支普遍受到了各国政府的重视。自此,多种不同的研究方向都在工业机器人实时高精度的路径跟踪来实现预期目的。而工业机器人的运动轨迹又是重中之重,在得到反馈信息之后,如何作出应答,并且实时检查轨迹与所计算出的轨迹是否吻合,为此也要进行追踪与动作修正。 【关键词】:工业机器人,视觉,路径跟踪,轨迹规划,高精度 1.机器人视觉,运动前的准备 实际的工业现场环境复杂,多种因素都有可能导致系统在运行过程中产生一定的偏差、测量精度降低,引起误差的原因主要有温度漂移和关节松动变形等,使测量模型的参数值改变从而导致定位误差增大,因此需要定期对工业机器人视觉测量系统进行精确的校准,从而实现精确定位和视觉测量。更少不得必要的优化。 1.1基于单目视觉的工业机器人运动轨迹准确度检测 建立的工业机器人单目视觉系统,整个系统主要由单目视觉单元,监控单元和机器人执行单元三大单元组成。单目视觉单元为一台固定在机器人上方的CCD摄像机,负责摄取工作环境中的目标并存入图像采集卡缓冲区;监控单元负责监控各工作站的当前状态,并完成对存储图像进行相关处理的工作,达到识别定位目标的目的;执行单元负责驱动机械手实施抓取操作。 1.2基于双目视觉的工业机器人运动轨迹准确度检测 以立体视觉理论为基础,研究了基于空间直线的二维投影面方程。根据投影面的空间解析几何约束关系,建立基于直线特征匹配的双目视觉误差测量的数学模型。在该模型基础上采用将两台摄像机固定于工业机器人末端的方案.对关节型工业机器人运动轨迹的准确度进行了检测。结果表明,该检测方法简单实用,基本上可以满足工业机器人CP性能检测的要求。 1.3一种面向工业机器人智能抓取的视觉引导技术研究 为实现工业机器人自主识别并抓取指定的目标,提出了一种基于计算机视觉引导的解决 方法。该方法利用指定目标的3D数据模型,以及由两台或者多台CCD摄像机从工作场景中不同角度获;取到的数字图像,经过目标姿态估算、投影计算并生成投影图像,再利用投影

六自由度机械手重载搬运机器人本体结构设计(全套CAD图纸)

全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305 XX学院 毕业设计说明书(论文) 作者: 学号: 学院(系): 专业: 题目: 重载搬运机器人本体结构设计【六自由 度机械手】 2015 年5月

全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305 毕业设计说明书(论文)中文摘要 机械手是一种典型的机电一体化产品,搬运机械手是机械手研究领域的热点。研究搬运机械手需要结合机械、电子、信息论、人工智能、生物学以及计算机等诸多学科知识,同时其自身的发展也促进了这些学科的发展。 本文对一种使用在搬运机械手的结构进行设计,并完成总装配图和零件图的绘制。要求对机械手模型进行力学分析,估算各关节所需转矩和功率,完成电机和减速器的选型。其次从电机和减速器的连接和固定出发,设计关节结构,并对机构中的重要连接件进行强度校核。 关键词:结构设计,机器臂,关节型机械手,结构分析

毕业设计说明书(论文)外文摘要

目录 1 绪论 (1) 1.1 引言 (2) 1.2 搬运机械手研究概况 (3) 1.2.1 国外研究现状 (3) 1.2.2 国内研究现状 (4) 1.4 搬运机械手的总体结构 (5) 1.5 主要内容 (5) 2 总体方案设计 (6) 2.1 机械手工程概述 (6) 2.2 工业机械手总体设计方案论述 (7) 2.3 机械手机械传动原理 (8) 2.4 机械手总体方案设计 (8) 2.5 本章小结 (10) 3 机械手大臂结构设计 (1) 3.1 大臂部结构设计的基本要求 (1) 3.2 大臂部结构设计 (2) 3.3 大臂电机及减速器选型 (2) 3.4 减速器参数的计算 (3) 3.5承载能力的计算 (7) 3.5.1 柔轮齿面的接触强度的计算 (7) 3.5.2 柔轮疲劳强度的计算 (7) 3.6 轴的计算校核 (8) 3.7 大臂的平衡设计 (11) 3.7.1 弹簧的受力分析 (11) 3.7.2 弹簧的设计计算 (14) 4机械手小臂结构设计 (18) 4.1 腕部设计 (18) 4.2 小臂部结构设计 (31)

搬运机器人设计

搬运机器人 设计 班级: 学号:

搬运机器人能够模仿人手部的部分动作,按照设定的程序、轨迹和要求,代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业,实现一些人工不可能完成的工作,这不仅可以使人手避免出 现可能的危险情况,保障生产安全,还能促进工作线的流水化,提高了工作效率,降低了劳动强度,改善了劳动环境,已经成为现代制造业中不可或缺的一种自动化装置。 本机器人用于生产线上工件的自动搬运,下图为机器人动作 示意图,机械手按下述顺序周而复始地工作: 图九朋机械手工也吓意图 根据对机器人的工艺过程及控制要求分析,机械手的动作过程如图所示: 原点__彳下降——彳夹紧——彳上升——彳慢遇I__彳快进I 慢退k—上升k——放松k——下降k—FiSa 快退——慢堪

亠、搬运机械手总体结构设计 (1)该机器人采用圆柱坐标型,具有三个自由度,即手臂的 伸长、缩短,手臂的上升、下降和整体旋转。 (2)该机器人采用液压驱动,其具有体积小、质量轻、结构紧凑、传动平稳、操作简单、安全、经济、易于实现过载保护且液压元件能够自行润滑等一系列优点。 (3)在控制方式选择上,由于其功能只是在两个传送带之间搬移工件,运动简单,控制要求不高,因此采用点位控制方式。 (4)此搬运机器人是在两个工作台之间搬运工件,其动作比较简单,选用电位器进行定位。 (5)此机器人应用于自动生产线上,因此,它应该能够按照控制程序自动运行,即具有自动运行模式。 二、搬运机械手机械结构设计 1、机身设计 因为圆柱坐标式机器人把回转与升降两个自由度归属于机身,所以设计回转与升降机身,选用旋转液压缸与升降液压缸单独驱动的回转型机身,如图1所示,升降液压缸在上,旋转液压缸在下。 2、臂部设计 采用双导向杆的臂部伸缩结构。缸体直接固定在升降立柱上,活塞杆与两根导向杆连接一起组成伸缩臂,由于活塞杆与导 向杆全部藏在缸体内,油管也从活塞杆内部通过,其特点是结构 紧凑,外观整洁。结构如图2所示

智能搬运机器人设计

简易搬运机器人设计 摘要:该设计主要是针对第十届全国机器人大赛比赛要求设计,具有手动自动的搬运固定物体的能力。大体分为机械部分和电子质控部分,机身采用铝合金框架结构,使用三角全向轮作为底盘,制控部分由DSP2812作为主CPU与下位机进行并行通信控制系统。 关键词:铝合金;全向轮;上位机;下位机;DSP2812;并行通信。 Manual Control Robot Design of Simple Handling Robotics Abstract:The design is directed to rules of Tenth National Robotics Competition, witch has manual operation and automatic operation.This robot roughly decompose mechanical parts and electronics parts.Aluminum cover all robot,it is base use triangle with mecanum.Control part use DSP2812 as the main CPU and lower CPU use mega128,use parallel communication contact main and lower. Keywords:Aluminum; Mecanum;DSP2812;Lower CPU;Main CPU;Parallel Communication

目录 1 前言 (1) 1.1 选题背景 (2) 1.2 设计的研究内容与意义 (2) 2 方案的设计 (3) 2.1 总体方案的设计 (3) 2.2 运动控制 (4) 2.2.1 全向轮结构和特性 (4) 2.2.2 以全向轮为基础的三角底盘 (5) 2.2.3 升降机构的特性(结构简图见附录) (7) 2.2.4 夹取机构特性(结构简图见附录) (7) 2.3 电子功能模块的选择和特性 (7) 2.3.1 伺服器 (8) 2.3.2 编码盘 (12) 2.3.3 光电传感器 (14) 3 中央控制系统 (16) 3.1 CPU的选择与软件控制 (16) 3.1.1 主CPU的选择 (16) 3.1.2 C28x系列芯片的主要性能如下 (16) 3.1.3 DSP电源模块 (18) 3.2 下位机的功能简介 (19) 3.3 DSP的最小工作系统以及采样 (19) 3.3.1 DSP2812的最小工作系统原理图 (19) 3.3.2 DSP对码盘的采样以及定位算法 (20) 3.3.3 DSP对传感器采样 (23) 3.4 下位机的工作以及与主机通信 (25)

搬运机器人技术报告

2015中国工程机器人大赛暨国际公开赛(RoboWork) 机器人搬运工程(此处填写所参加赛事项目名称) 技术报告 参赛学校: 队伍名称: 参赛队员: 带队教师:(附联系方式) 二〇一五年七月

第一章前言 机器人竞赛是一项体育与高科技结合的对抗项目,涉及机械电子、智能控制、计算机技术、人工智能等多种学科和研究领域,是培养信息、自动化科技人才,展示高科技成果,促进实用化和产业化的新途径。各类机器人大赛的举办,对于普及机器人科学技术,促进人工智能与机器人技术的研究和应用都将产生重要推动作用。 江苏省大学生机器人大赛每两年举行一次。继 2004 年举办以来,经过近四年的努力和各方面的大力支持,江苏省的大学生机器人水平已走在全国前列,在中国机器人大赛、CCTV 杯电视机器人大赛、亚太机器人挑战赛、ROBOTCUP 足球世界杯的国内外机器人大赛中屡创佳绩。 第一章方案论证 根据设计要求,本系统主要由控制器模块、稳压电源模块、寻迹传感器模块、直流电机及其驱动模块、电压比较模块等模块构成。为较好的实现各模块的功能,我们分别设计了几种方案并分别进行了论 1.1 车体 方案 1:购买玩具电动车。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电机及其驱动电路。但是一般的说来,玩具电动车具有如下缺点:首先,这种玩具电动车由于装配紧凑,使得各种所需传感器的安装十分不方便。其次,这种电动车一般都是前轮转向后轮驱动,不能方便迅速的实现原地保持坐标转 90 度甚至180 度的弯角。再次,玩具电动车的电机多为玩具直流电机,力矩小,空载转速快,负载性能差,不易调速。因此我们放弃了此方案。 方案2:自己制作电动车。首先确定车的模型。我们有过两种想法:一、车子做成四轮的:中间装同轴电机的两个轮子作为驱动;二、车子做成三轮的,后面两轮驱动,前面装万向轮。经过讨论,我们最终确定第一种想法。考虑到小车必须能够前进、倒退、停止,并能灵活转向,中间装同轴电机的两个轮子作为驱动。一个电机控制一边的轮子,一个正转,一个反转,这样实现转弯。为了能控制车轮的转速,可以采取PWM 调速法,即由单片机输出一系列频率固定的方波,再通过功率放大来驱动电机,在单片机中编程改变输出方波的占空比就可以改变加到电机上的平均电压,从而可以改变电机的转速。左右轮两个电机转速的配合就可以实现小车的前进、倒退、转弯等功能。在安装时我们保证两个驱动电机同轴。这种结构使得小车在前进时比较平稳,可以避免出现后轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。 对于车架材料的选择,我们经过比较选择了铝板。用有铝板的车架比塑料车架更加牢固,比铁制小车更轻便,美观。 综上考虑,我们选择了方案2。 1.1传感器的安装 1.1.1 循迹原理 第一种是采用光敏三极管。即利用经高亮的LED灯发射出来的光在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点,在小车行驶过程中不断地向地面发射白光,当白光遇到白色纸时发生漫反射,反射光被装在小车上的光敏三极管接收;如果遇到绿线则红外光被吸收,小车上的光敏三极管接收不到反射光。单片机就是否收到反射回来的反射光为依据来确定白线的位置和小车的行走路线。 第二种是采用摄像头。通过摄像头采集数据,再将数据送入单片机处理。容易看出,处理摄像头采集回来的数据比较复杂,速度慢而且占用较大的CPU 资

搬运机器人结构设计与分析设计说明

搬运机器人结构设计与分析 摘要 在当今大规模制造业中,企业为提高生产效率,保障产品质量,工业机器人作为自动化生产线上的重要成员,逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。目前,工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作。 本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论,对原有的机械结构提出了新的改进方法,并把现在的新技术应用到本课题中,从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状,提出了具体的搬运机器人设计要求,并根据搬运机器人各部分的设计原则,进行了系统总体方案设计以及包括:机器人的手部、腕部、臂部、腰部在的机械结构设计。此搬运机器人的驱动源来自液压系统,执行元件包括:柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动,进而实现搬运机器人的实际作业。 关键词:搬运机器人;液压系统;机械结构设计;操作

Abstract In the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work. The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts, for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot. Keywords:Transfer robot;Hydraulic System;Mechanical Design;Operating

智能搬运机器人的设计与实现

智能搬运机器人的设计与实现 摘要:因为现代科学技术的快速发展,所以有很多的现代机器在出现,无论是 在实体经济还是虚拟经济中,人们总是更依赖于科技的发明,越来越用自动化代 替现代化,尤其在工业上,人工的使用不仅耗费时间,更耗费能量,所以,也为 了提高生产效率,特别设立了一种智能搬运机器人,这种机器人是由单机片控制的,机器人的发力部分和承载力的作用的部分,主要在机器人的手臂,手臂中有 机械结构的设计,对于其他的部分也需要设置控制系统,控制系统除了有两路的 光电传感器,也需要学会对颜色进行识别,可以把货物进行分辨,把不同的货物 进行不同的分类;最后要根据不同的实验证明,智能机器人存在是合理的,各方 面的构造也是很科学的,智能机器人最大的用处是要会搬运货物。 关键词:智能搬运机器人;设计;实现 引言: 在传统的工业生产中,尤其是一些搬运货物的工程项目,总是需要很多的劳 动力,要改善劳动工人的劳动条件,不再单单使用人工劳动力,这样会增加项目 的成本,而且还会延长时间,把工期延长,提高工人的劳动效率,针对传统劳动 力暴露出来的特点越来越多,所以人们开始崇尚自动化与生产机械化,也开始加 快实现机械自动化的步伐;在生产的过程中,特别是一些很高超的机械设备,还 有在一些特殊的环境下,就需要智能化的机器人来搬运,智能机器人的实现也是 一种必然的产物,最重要的作用就是就是搬运,智能机器人之所以能够快速发展,就是因为这种积极性让人们的意识被影响;其次,也是因为智能机器人可以代替 人工作业,能够按照规定的程序进行工作。 一、系统的总体设计 对机器人的控制需要有一个控制中心,机器人的控制平台系统由很多部件组成,这其中包括16路巡线传感器和传感器信号处理板以及主控制板,还有电机 驱动板和其他的开发零件,这些加在一起就组成了机器人的控制系统,这个系统 可以操纵机器人进行一些货物的搬运,可以提高工程的完成进度,也可以帮助人 类解决一些人力达不到的力量;这个主系统采用单片机进行控制,控制中心的零 件型号为STCI2C5A60S2,使用这个型号的单片机对机器人很适用,机器人对外界 的感应需要用一个通道进行传递,通常会开辟一个s通道与输入接口连接在一起,这一整个通道可以对广电进行连接,同时通道的位置也与超声传感器离得很近, 这样就可以运用周围的传感器去感知外部的信息,接受外部的信号,这样就机器 人才可以接受到指令,开始工作;而且对于自动机器人都会在自己的底部安装一 个16路巡线传感器,这个传感器的作用是感知地面上的白条,这就是机器人的 路线,地面上的白条都会有交叉的时候,在交叉的位置会设有点,而这个传感器 就能让机器人感受到,可以及时进行转弯,转换路线,最后在经过单片机分析之后,电机的驱动板对调速电机进行控制,最后可以完成人类分配下来的任务,这 也是机器人的工作原理[1]。 二、智能搬运机器人的机械设计 机器人作为一个机器,就需要有机械设计,在机械设计中,无非是包括平台 的机械成分与上部机构;首先要介绍的是平台的机械部分,机器人的平台总体指 机器人在启动被需要的功能时,所启动的机械部位,而需要使用的机械部件是由

搬运机器人设计说明书

目录 1绪论 (2) 1.1机器人的论述 (2) 1.2机器人的历史现状 (4) 1.3机器人的发展趋势 (5) 2搬运机器人的总体设计 (6) 2.1搬运机器人原理设计 (6) 2.2搬运机器人的机械系统设计 (6) 3手臂设计及计算 (9) 3.1搬运机器人臂部的驱动计算 (10) 3.2臂部上零件的选型及其校核 (13) 4结论 (15) 5参考文献 (16)

阶段,例如,美国通用汽车公司1968年订购了68台工业机器人;1969年该公司又自行研制出SAM新工业机器人,并用21组成电焊小汽车车身的焊接自动线;又如,美国克莱斯勒汽车公司32条冲压自动线上的448台冲床都用工业机器人传递工件。 (3)1970年至今一直处于推广应用和技术发展阶段。1970-1972年,工业机器人处于技术发展阶段。1970年4月美国在伊利斯工学院研究所召开了第一届全国工业机器人会议。据当时统计,美国大约200台工业机器人,工作时间共达60万小时以上,与此同时,出现了所谓了高级机器人,例如:森德斯兰德公司(Sundstrand)发明了用小型计算机控制50台机器人的系统。又如,万能自动公司制成了由25台机器人组成的汽车车轮生产自动线。麻省理工学院研制了具有有“手眼”系统的高识别能力微型机器人。 其他国家,如日本、苏联、西欧,大多是从1967,1968年开始以美国的“Versatran”和“Unimate”型机器人为蓝本开始进行研制的。就日本来说,1967年,日本丰田织机公司引进美国的“Versatran”,川崎重工公司引进“Unimate”,并获得迅速发展。通过引进技术、仿制、改造创新。很快研制出国产化机器人,技术水平很快赶上美国并超过其他国家。经过大约10年的实用化时期以后,从1980年开始进入广泛的普及时代。 我国虽然开始研制工业机器人仅比日本晚5-6年,但是由于种种原因,工业机器人技术的发展比较慢。目前我国已开始有计划地从国外引进工业机器人技术,通过引进、仿制、改造、创新,工业机器人将会获得快速的发展。 1.3机器人发展趋势 随着现代化生产技术的提高,机器人设计生产能力进一步得到加强,尤其当机器人的生产与柔性化制造系统和柔性制造单元相结合,从而改变目前机械制造的人工操作状态,提高了生产效率。 就目前来看,总的来说现代工业机器人有以下几个发展趋势: a)提高运动速度和运动精度,减少重量和占用空间,加速机器人功能部件的标准化和模块化,将机器人的各个机械模块、控制模块、检测模块组成结构不同的机器人; b)开发各种新型结构用于不同类型的场合,如开发微动机构用以保证精度;开发多关节多自由度的手臂和手指;开发各类行走机器人,以适应不同的场合; c)研制各类传感器及检测元器件,如,触觉、视觉、听觉、味觉、和测距传感器等,用传感器获得工作对象周围的外界环境信息、位置信息、状态信息以完成模式识别、状态检测。并采用专家系统进行问题求解、动作规划,同时,越来越多的系统采用微机进行控制。

关节型搬运机器人设计

关节型搬运机器人设计 摘要 随着现代工业机器人技术的发展,工业机器人的使用迅速增长。本文通过对国外工业机器人的分析,并结合搬运所需要的条件,设计出了工厂自动化生产和生产线使用的搬运机器人。 本文着重对搬运机器人的总体设计方案、机构及控制系统从理论上进行了详细的分析和设计。在搬运机器人总体设计中,采用了应用最为广泛的平面关节型;在机构设计中,主要设计了搬运机器人末端执行器、手腕、手臂和腰的机械结构;在末端执行器设计上采用了一种具有接近觉、接触觉及滑动觉的初级智能机械手;在控制系统的设计中,采用可编程控制器(PLC)进行控制,并对控制系统的硬件原理做了分析,对PLC 的程序也进行了编译;在驱动系统设计中,采用了气动和电机两种驱动方式,主要动作采用电机驱动。 关键词:搬运机器人,三感觉机械手,可编程序控制器 Design of the joint transporting robot Abstract Under the development of the modern industrial robot’s technology , the use of industrial robot increases rapidly. Through analyzing the domestic and foreign industrial robots, combing the conditions of the transportation, the transporting robot for the factory automation produce and the production line is designed in this article. The emphasis on this article is to analyze and design the transporting robot in theory. The analytical objects include the total scheme, the mechanism design, and the control system design. In the total scheme design, the most wildly applied plane joint type is chosen. In the mechanism, the transporting robot’s end-effector, the wrist, the arm and the waist are mainly designed. A kind of the approaching sense, the contact sense and the skidding sense primary intelligence manipulator is adopted in the end-effector; In the control system, the programmable controller (PLC) is used, the principle of hardware is analyzed and the programs in PLC are compiled. In the actuating system, two driving types are used which include the pneumatic operation and the motor. The main movement is driven by the motor. Key words: Transporting robot, three feelings manipulators, programmable controller(PLC)

机械臂的轨迹规划

机械臂运动的轨迹规划 摘要 空间机械臂是一个机、电、热、控一体化的高集成的空间机械系统。随着科技的发展,特别是航空飞机、机器人等的诞生得到了广泛的应用,空间机械臂作为在轨迹的支持、服务等以备受人们的关注。本文将以空间机械臂为研究对象,针对空间机械臂的直线运动、关节的规划、空间直线以及弧线的轨迹规划几个面进行研究,对机械臂运动和工作空间进行了分析,同时对机械臂的轨迹规划进行了验证,利用MATLAB软件对机械臂的轨迹进行仿真,验证算法的正确性和可行性,同时此路径规划法可以提高机械臂的作业效率,为机械臂操作提高理论指导,为机器人更复杂的运动仿真与路径规划打下基础。 本文一共分为四章: 第一章,首先总结了机械臂运动控制与轨迹规划问题的研究现状及研究法,归纳了各种轨迹规划的算法及其优化法,阐述了机械臂的研究背景和主要容。 第二章,对机械臂的空间运动进行分析研究,采用抽样求解数值法—蒙特卡洛法,进行机械臂工作空间求解,同时在MATLAB中进行仿真,直观展示机械臂工作围,为下一章的轨迹规划提供理论基础;同时通过D-H参数法对机械臂的正、逆运动分析求解,分析两者的区别和联系。 第三章,主要针对轨迹规划的一般性问题进行分析,利用笛卡尔空间的轨迹规划法对机械臂进行轨迹规划,同时利用MATLAB对空间直线和空间圆弧进行

轨迹规划,通过仿真验证算法的正确性和可行性。 第四章,总结全文,分析本文应用到机械臂中的控制算法,通过MATLAB 结果可以得出本文所建立的算确性,能够对机械臂运动提供有效的路径,而且改进了其他应用于空间机械臂的路径规划问题。 【关键词】运动分析工作空间算法研究轨迹规划 ABSTRACT Space manipulator is a machine, electricity, heat, charged with high integration of space mechanical system integration. With the development of science and technology, especially the birth of aviation aircraft, a robot has been widely used, the trajectory of space manipulator as the support and services to people's attention. This article will space manipulator as the research object, according to the linear motion of the space manipulator, joint planning, space of the straight line and curve, the trajectory planning of several aspects of mechanical arm movement and working space are analyzed, and the trajectory planning of manipulator is verified, the trajectory of manipulator is to make use of MATLAB software simulation, verify the correctness and feasibility of the algorithm, at the same time this path planning method can improve the efficiency of mechanical arm, improve the theoretical guidance for mechanical arm operation, simulation and path planning for robot more complicated movement. This article is divided into four chapters altogether:

智能搬运机器人项目可行性研究报告

智能搬运机器人项目可行性研究报告 xxx(集团)有限公司

摘要 坚持“社会效益、环境效益、经济效益共同发展”的原则。注重发挥投资项目的经济效益、区域规模效益和环境保护效益协同发展,利用项目承办单位在项目产品方面的生产技术优势,使投资项目产品达到国际领先水平,实现产业结构优化,达到“高起点、高质量、节能降耗、增强竞争力”的目标,提高企业经济效益、社会效益和环境保护效益。 该智能搬运机器人项目计划总投资16822.45万元,其中:固定资产投资14131.40万元,占项目总投资的84.00%;流动资金2691.05万元,占项目总投资的16.00%。 达产年营业收入24083.00万元,总成本费用18694.74万元,税金及附加315.86万元,利润总额5388.26万元,利税总额6447.33万元,税后净利润4041.20万元,达产年纳税总额2406.14万元;达产年投资利润率32.03%,投资利税率38.33%,投资回报率24.02%,全部投资回收期5.66年,提供就业职位374个。 项目概述、项目背景研究分析、项目市场分析、项目建设方案、项目选址、土建工程分析、工艺技术、项目环境保护分析、职业保护、项目风险、项目节能评价、进度方案、项目投资计划方案、经济收益分析、项目综合评估等。

智能搬运机器人项目可行性研究报告目录 第一章项目概述 第二章项目承办单位基本情况 第三章项目背景研究分析 第四章项目选址 第五章土建工程分析 第六章工艺技术 第七章项目环境保护分析 第八章项目风险 第九章项目节能评价 第十章实施进度及招标方案 第十一章人力资源 第十二章项目投资计划方案 第十三章经济收益分析 第十四章项目综合评估

搬运机械手设计

专业课程设计说明书

目录 第1章课题规划.................................. 错误!未定义书签。 课题背景分析................................ 错误!未定义书签。 设计任务书.................................. 错误!未定义书签。第2章功能分析.................................. 错误!未定义书签。 设计任务功能分析............................ 错误!未定义书签。 总功能提炼.............................. 错误!未定义书签。 功能分解................................ 错误!未定义书签。 功能结构分析及功能结构图绘制............ 错误!未定义书签。 本章小结.................................... 错误!未定义书签。第3章系统原理方案设计.......................... 错误!未定义书签。 功能单元求解................................ 错误!未定义书签。 分功能求解.............................. 错误!未定义书签。 系统原理方案综合求解.................... 错误!未定义书签。 方案优化及评价.......................... 错误!未定义书签。 本章小结.................................... 错误!未定义书签。第4章总体设计.................................. 错误!未定义书签。 系统总体结构草图............................ 错误!未定义书签。 本章小结.................................... 错误!未定义书签。第5章总结...................................... 错误!未定义书签。参考文献......................................... 错误!未定义书签。

搬运机器人毕业设计(论文)开题报告

毕业设计(论文)开题报告 题目4-DOF搬运机器人的结构设计专业名称飞行器动力工程 班级学号 学生姓名 指导教师 填表日期2012 年 3 月12 日

一、选题的依据及意义: 传统的工业机器人常用于搬运、喷漆、焊接和装配工作。工业现场的很多重体力劳动必将由机器代替,这一方面可以减轻工人的劳动强度,另一方面可以大大提高劳动生产率。搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。最早的搬运机器人出现在1960年的美国,Versatran和Unimate两种机器人首次用于搬运作业。搬运作业是指用一种设备握持工件,是指从一个加工位置移到另一个加工位置。搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作,大大减轻了人类繁重的体力劳动。目前世界上使用的搬运机器人逾10万台,被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。部分发达国家已制定出人工搬运的最大限度,超过限度的必须由搬运机器人来完成。搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术,涉及到了力学,机械学,电器液压气压技术,自动控制技术,传感器技术,单片机技术和计算机技术等学科领域,已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分。它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务,在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势,尤其体现出了人工智能和适应性。 应用搬运机器人进行工作,这是直接减少人力的一个侧面,同时由于应用搬运机械人可以连续的工作,这是减少人力的另一个侧面。因此,在自动化机床的综合加工自动线上,目前几乎都有搬运机械手,以减少人力和更准确的控制生产的节拍,便于有节奏的进行工作生产。 可见,有效的应用搬运机械手,是发展机械工业的必然趋势机械手是提高劳动生产率,改善劳动条件,减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段,国内外都很重视它的应用和发展。搬运机器人是典型的机电一体化数字化装备,技术附加值很高,应用范围很广,作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。 二、国内外研究概况及发展趋势: (1)国内现状及发展趋势 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。机器人的分类方法有多种, 按其应用可分为:工业机器人、军用机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、空间机器人和娱乐机器人。搬运机械人的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性,如图1、图2的搬运机器人。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。

相关文档
最新文档