移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂的設(shè)計(jì)
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移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂裝配圖.dwg
臂部轉(zhuǎn)關(guān)節(jié).dwg
調(diào)整墊片.dwg
軸承端蓋.dwg
目 錄
1 引言………………………………………………………………………………… 1
1.1 移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂的研究意義及目的………………………………………… 1
1.2 移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀及研究………………………………………………… 2
1.3 本課題的來源和研究內(nèi)容…………………………………………………… 5
2 移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂的總體設(shè)計(jì)…………………………………………………… 7
2.1 機(jī)械臂結(jié)構(gòu)的確定 …………………………………………………………… 7
2.2 機(jī)械臂設(shè)計(jì)的主要參數(shù)………………………………………………………… 7
3 移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………… 8
3.1 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………… 9
3.2 傳動(dòng)方式的選擇………………………………………………………………… 9
3.3 手部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 9
3.4 電機(jī)的計(jì)算與型號(hào)選擇………………………………………………………… 12
3.5 材料的選擇與強(qiáng)度校核………………………………………………………… 14
3.6 本章小結(jié)…………………………………………………………………… 17
4 移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂的臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………18
4.1 臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………… 18
4.2 臂部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 19
4.3 臂部電機(jī)的選擇………………………………………………………………… 26
5 移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂的肩部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………… 28
5.1 肩部的傳動(dòng)方式………………………………………………………………… 28
5.2 肩部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 29
5.3 肩部電機(jī)的選擇………………………………………………………………… 31
5.4 肩部直流電機(jī)的計(jì)算……………………………………………………………32
5.5 肩部伺服電機(jī)與臂部和手部步進(jìn)電機(jī)的控制………………………………… 33
6 移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)分析………………………………………………………… 30
6.1 機(jī)械臂總體結(jié)構(gòu)分析…………………………………………………37
6.2 機(jī)械臂的肩部結(jié)構(gòu)分析………………………………………………………… 39
6.2 本章小結(jié)………………………………………………………………………… 39
結(jié)束語 ……………………………………………………………………………… 42
致謝 ………………………………………………………………………………… 45
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………… 46
1 引言
1.1 移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂的研究意義及目的
本文以實(shí)際項(xiàng)目小型地面移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)械臂為研究對(duì)象。設(shè)計(jì)移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)。所謂移動(dòng)機(jī)械臂，就是將機(jī)械臂安裝在是一個(gè)小型多用途移動(dòng)作業(yè)機(jī)器人智能移動(dòng)平臺(tái)，小型多用途移動(dòng)作業(yè)機(jī)器人是一個(gè)智能移動(dòng)平臺(tái)，其上可搭載爆炸物處理、偵察、通訊、探測(cè)系統(tǒng)或其他特殊作業(yè)系統(tǒng)。移動(dòng)機(jī)械臂用來實(shí)現(xiàn)一些動(dòng)作如抓取，可以在機(jī)械臂的末端執(zhí)行器上安裝一定的工具進(jìn)行作業(yè)，通過移動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)來擴(kuò)大機(jī)械臂的工作空間，這種結(jié)構(gòu)使移動(dòng)機(jī)械臂擁有更大的操作空間和高度的運(yùn)動(dòng)冗余性，并同時(shí)具有移動(dòng)和操作功能，這使它優(yōu)于傳統(tǒng)的機(jī)械臂，則具有了更廣闊的應(yīng)用前景[1]。目前智能移動(dòng)機(jī)器人正向著擬人化、仿生化、小型化、多樣化方向發(fā)展，其應(yīng)用也越來越廣泛，幾乎滲透到各個(gè)領(lǐng)域[2]。
移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的研究屬于多學(xué)科相互交叉，相互滲透的，對(duì)它的研究具有很大的理論價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。在工業(yè)機(jī)器人問世40多年后的今天，機(jī)器人己被人們看作為一種生產(chǎn)工具，同時(shí)隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和人們生活水平的提高，機(jī)器人的功能己不再是只能從事某項(xiàng)簡單的操作，而是可以承擔(dān)多種任務(wù);機(jī)器人的工作環(huán)境也不再是固定在工廠和車間現(xiàn)場(chǎng)，而是開始走向海洋、太空和戶外，有些甚至已經(jīng)進(jìn)入醫(yī)院、家庭和娛樂場(chǎng)所。具有智能特性的自主式移動(dòng)機(jī)器人正在向非制造業(yè)方向擴(kuò)展，這些非制造業(yè)包括航天、海洋、軍事、建筑、醫(yī)療護(hù)理、服務(wù)、農(nóng)林、辦公自動(dòng)化和災(zāi)害救護(hù)等，如飛行機(jī)器人、海難救援機(jī)器人、化肥和農(nóng)藥噴撒空中機(jī)器人、護(hù)理機(jī)器人等。近年來，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的研究受到重視，仿照生物的功能而發(fā)明的各種移動(dòng)機(jī)器人越來越多，小到娛樂機(jī)器人玩具、家用服務(wù)機(jī)器人，大到工程探險(xiǎn)、反恐防爆、軍事偵察機(jī)器人等。相應(yīng)地，這些領(lǐng)域?qū)λ鶓?yīng)用的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)也提出了更高的要求，特別是在機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度、靈活性、自主性、作業(yè)能力等方面的要求越來越高。因此，無論是在制造業(yè)還是在非制造業(yè)，具有智能特性的自主式移動(dòng)機(jī)器人成為了國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
歷史上一切高新技術(shù)無不首先應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂也不例外。隨著二十世紀(jì)末的幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)和二十一世紀(jì)初期席卷全球的反恐戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程，特種戰(zhàn)爭(zhēng)以及城市戰(zhàn)爭(zhēng)日益成為戰(zhàn)爭(zhēng)一類型的主角，這一轉(zhuǎn)變直接推動(dòng)了各國地面移動(dòng)作戰(zhàn)平臺(tái)即軍用地面移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)凸現(xiàn)了局部范圍內(nèi)的信息化，而戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)器人憑借自身的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，已經(jīng)在本世紀(jì)的戰(zhàn)爭(zhēng)，例如伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中成為耀眼的新星?，F(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)尤其是城市內(nèi)反恐怖戰(zhàn)爭(zhēng)中單兵的生存能力受到了極大的挑戰(zhàn)，微小型地面移動(dòng)機(jī)器人由于體積小、隱蔽性好、快速反應(yīng)、機(jī)動(dòng)性好、生存能力強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，并且可以在遠(yuǎn)程遙控甚至自主情況下完成部分原本由士兵完成的任務(wù)，可以不論白天還是黑夜都能了解周圍的樓房里及街道上的敵情。除偵察外，微小型機(jī)器人搭載微小型武器系統(tǒng)還可完成諸如掃雷、排除爆炸物、控制武器射擊等各項(xiàng)任務(wù)，而且不會(huì)有人員傷亡，極大減少了傷亡率。因此特別適用于城市和惡劣環(huán)境下的局部戰(zhàn)爭(zhēng)和信息、戰(zhàn)爭(zhēng)，具有重大意義和軍事效益。二十一世紀(jì)的戰(zhàn)場(chǎng)，戰(zhàn)爭(zhēng)的初期極可能是一場(chǎng)無人系統(tǒng)的較量。永不疲倦、無所畏懼的微小型無人移動(dòng)機(jī)器人是最理想的士兵。它們已在戰(zhàn)爭(zhēng)中顯示出的作戰(zhàn)本領(lǐng)，可以證明它們?cè)谖磥響?zhàn)場(chǎng)上的重要地位。微小型無人移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)械臂特別適用于城市和惡劣環(huán)境下(如核、生、化戰(zhàn)場(chǎng)等)的局部戰(zhàn)爭(zhēng)和信息戰(zhàn)爭(zhēng)，具有重大戰(zhàn)略意義和效益。
1.2 移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀及研究
小型地面移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂在未來生活中，包括消防、探測(cè)等危險(xiǎn)作業(yè)中的應(yīng)用將會(huì)越來越廣。包括在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用將是發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是我國國防科技行業(yè)重點(diǎn)支持的方向之一。通過對(duì)小型移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂系統(tǒng)研制，在整體系統(tǒng)的各個(gè)方面積累了比較豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，相信經(jīng)過不斷的發(fā)展和改進(jìn)移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂將走向成熟和實(shí)用化。未來移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂將有以下主要特點(diǎn):更優(yōu)的性能質(zhì)量比;更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力;更高的智能性能;具有成熟的機(jī)械臂系統(tǒng);軍品級(jí)別的可靠性。
1.2.1 國外移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
國外在移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂方面的研究起步較早，初期的研究主要從學(xué)術(shù)角度研究室外機(jī)器人的體系結(jié)構(gòu)和信息處理，并建立實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。雖然由于80年代對(duì)機(jī)器人的智能行為期望過高而導(dǎo)致室外移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂的研究未達(dá)到預(yù)期的效果，但卻帶動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，為探討人類研制智能機(jī)器人機(jī)械臂的途徑積累了經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也推動(dòng)了其它國家對(duì)移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂的研究與開發(fā)。
進(jìn)入90年代，隨著技術(shù)的進(jìn)步，移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂開始在更現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上開拓各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，向?qū)嵱没M(jìn)軍。例如2002年IRobot研制的金字塔探測(cè)機(jī)器人—“金字塔漫游者”，身長30厘米，寬12厘米，高度可在11至28厘米之間調(diào)節(jié)。機(jī)器人身帶5件法寶:超聲波傳感器、地面探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)、力度測(cè)量儀、高分辨率光纖鏡頭和導(dǎo)電傳感器，具備世界上最小的地面探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)，可以穿透厚超過90厘米的混凝土。美國在2003年發(fā)射的兩輛火星探測(cè)車“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)分別于2004年1月3號(hào)和24號(hào)在火星的不同區(qū)域安全著陸，并完成了90個(gè)火星日的科研工作。拿“勇氣”號(hào)探測(cè)車來說，就是一個(gè)具有手臂的移動(dòng)機(jī)器人。他的大腦是一臺(tái)高速計(jì)算機(jī)，車體靠自身具有的六個(gè)輪子在火星地面運(yùn)動(dòng)，視覺系統(tǒng)采用一對(duì)全景照相機(jī)來拍攝火星表面和天空的全景視圖，也用于形成著陸點(diǎn)附近的地形圖、搜索感興趣的巖石和土壤，來完成尋找火星遠(yuǎn)古時(shí)期存在液態(tài)水的證據(jù)的工作。另外分別于車體前端和后端安裝了兩組相同的避危攝像機(jī)，由一組立體影像的黑白攝影機(jī)所構(gòu)成的，所拍攝的影像除了用于障礙物偵測(cè)之外還用于探測(cè)車的路徑規(guī)劃上。最先進(jìn)的要數(shù)探測(cè)車上的機(jī)械手臂，手臂末端裝備了各種工具，有顯微鏡成像儀、三種質(zhì)譜儀和兩種分光計(jì)，一套巖石研磨和樣本采集土具以及三個(gè)磁鐵陣列，所有設(shè)備主要是用來尋找火星上是否曾經(jīng)有液態(tài)水的證據(jù)。西班牙羅斯?羅卡公司研制的“羅德”輪由此可以看出:蝸輪蝸桿雖然符合 > 條件，而且差大于1，故自鎖可靠。
(d)蝸輪蝸桿式的肩部易于旋轉(zhuǎn)方向的要求。
肩部是蝸輪蝸桿傳動(dòng)，蝸桿固定于蝸輪箱內(nèi)，蝸輪位于蝸輪箱內(nèi)，通過軸套與轉(zhuǎn)軸相連，與蝸桿嚙合。進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)操作時(shí)，主控計(jì)算機(jī)把臂部角度與目標(biāo)點(diǎn)的角度進(jìn)行比 較，角度的差值通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)配套的減速器后，經(jīng)過一對(duì)齒輪副的傳動(dòng)，帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿與蝸輪嚙合，使得與蝸輪通過軸套連接的肩部轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得固定于肩部轉(zhuǎn)軸的臂部轉(zhuǎn)動(dòng)，賦予肩部在150度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
(e)蝸輪副的傳動(dòng)一般具有工作平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊的特定，但是在這里將它用作移動(dòng)機(jī)械臂的肩部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)后，具體情況有所變化。因?yàn)槲佪單仐U分別安裝在箱體上，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)蝸輪蝸桿的固定裝置進(jìn)行組合加工來保證蝸輪蝸桿的中心距有較小的偏差;裝配時(shí)，蝸輪中心與回轉(zhuǎn)中心不易重合，存在較大的偏差。從而不能保證蝸桿軸線與蝸輪的節(jié)圓在同一平面內(nèi)。所以解決的辦法是蝸桿兩端加上調(diào)整墊片。也就是說，在傳動(dòng)過程中，蝸輪蝸桿的嚙合情況是變化的，這就使得電機(jī)驅(qū)動(dòng)肩部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)、驅(qū)動(dòng)力不均勻現(xiàn)象。又因?yàn)榧绮繛橐患?jí)傳動(dòng)，而且旋轉(zhuǎn)部分很重，體積較大，進(jìn)行肩部旋轉(zhuǎn)定位時(shí)，回轉(zhuǎn)慣性也就較大，同時(shí)也沒有消除回轉(zhuǎn)慣性力矩的緩沖機(jī)構(gòu)，這種回轉(zhuǎn)慣性也就敏感地、直接地反映到電機(jī)上來。由于法蘭盤和臂部體積較大，使得肩部的體積也較大，且不夠緊湊。
6.3 本章小結(jié)
移動(dòng)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)分析以及以肩部為重點(diǎn)的結(jié)構(gòu)分析。
結(jié)束語
總結(jié)本文對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括一個(gè)3個(gè)自由度移動(dòng)機(jī)械臂，移動(dòng)機(jī)械臂的設(shè)計(jì)包括肩部，臂部及手部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。并對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行了性能分析。
移動(dòng)機(jī)械臂，繞水平軸旋轉(zhuǎn)的自由度肩部使用了蝸輪蝸桿副， 臂部使用了圓錐齒輪傳動(dòng)，手部使用了直齒圓柱齒輪及左右螺旋的形式傳動(dòng)。移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用PRO/ENG對(duì)機(jī)械手建模運(yùn)動(dòng)仿真。
由于作者的水平有限，而且對(duì)有些相關(guān)學(xué)科，如傳感器技術(shù)、控制技術(shù)等并不是很了解，仍有許多問題需要解決，還有許多問題值得進(jìn)一步討論和更加深入的研究與展望：
(1)機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題
在移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)過程中，包括移動(dòng)機(jī)械臂，采用模塊化設(shè)計(jì)，不同功能結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，各模塊之間連接采用最優(yōu)方式。但是在模塊各零件設(shè)計(jì)過程中，各參數(shù)計(jì)算選擇主要從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度要求出發(fā)，很多零件為了匹配，比實(shí)際需求尺寸大很多。包括一些非關(guān)鍵零件設(shè)計(jì)，均是根據(jù)前人經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，選擇尺寸。這種設(shè)計(jì)不僅增加了整個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量，同時(shí)增加了電機(jī)負(fù)載，造成了資源浪費(fèi)。
在各模塊整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，結(jié)構(gòu)優(yōu)化也很重要。通過各零件之間最優(yōu)配合，使機(jī)械運(yùn)動(dòng)在實(shí)現(xiàn)功能前提下，實(shí)現(xiàn)最高傳動(dòng)效率，將能量消耗降到最低。
臂部的關(guān)節(jié)應(yīng)該放在大臂上，不應(yīng)該放在小臂上，增加了小臂的重量，增大了小臂的傳動(dòng)力矩，以及增加了臂部傳動(dòng)負(fù)荷。
（2）計(jì)算機(jī)的有限元的分析沒有做。通過對(duì)計(jì)算機(jī)有限元軟件的更深層次挖掘，對(duì)零件的強(qiáng)度和剛度和臂部的力學(xué)分析，會(huì)得到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)。這個(gè)以后可以作為后續(xù)學(xué)習(xí)的方向。
(3) 移動(dòng)機(jī)械臂自主控制系統(tǒng)的建立有待于進(jìn)一步研究，以及它的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，路徑規(guī)劃技術(shù)，實(shí)時(shí)視覺技術(shù)，定位和導(dǎo)航技術(shù)，多傳感集成和數(shù)據(jù)融合技術(shù)，高性能計(jì)算技術(shù)，無線通信與因特網(wǎng)技術(shù)問題也是多個(gè)有待研究的方面。
移動(dòng)機(jī)器人在未來生活中，包括消防、探測(cè)等危險(xiǎn)作業(yè)中的應(yīng)用將會(huì)越來越廣。包括在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用將是發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是我國國防科技行業(yè)重點(diǎn)支持的方向之一。通過對(duì)移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在整體系統(tǒng)的各各方面積累了比較豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，相信經(jīng)過不斷的發(fā)展和改進(jìn)移動(dòng)機(jī)器人將走向成熟和實(shí)用化。
未來移動(dòng)機(jī)器人將有以下主要特點(diǎn):
(1)更優(yōu)的性能質(zhì)量比;
(2)更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力;
(3)更高的智能性能;
(4)具有成熟的搭載系統(tǒng);
相信隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，本系統(tǒng)的研究將具有很大的市場(chǎng)潛力和廣闊的發(fā)展前景。
致 謝
論文是在老師的精心指導(dǎo)下完成的，自論文的選題到各章中若干重要基本問題的研究都傾注了導(dǎo)師的智慧。周老師淵博的知識(shí)、敏銳的洞察力以及富于啟發(fā)性的分析使我受益匪淺，周老師嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的治學(xué)作風(fēng)和勤奮進(jìn)取的工作精神使我受到極大的鞭策。在此，謹(jǐn)向我最尊重的周老師老師致以最誠摯的謝意!
特別感謝我的父母，他們一直無條件的支持我的學(xué)業(yè)和研究。感謝一切幫助過我的朋友，感謝網(wǎng)上提供資料的朋友……兩年來，我還得到了許多老師與諸多同學(xué)的大力支持與幫助，在此向所有曾經(jīng)關(guān)心和幫助我的人一并表示感謝!最后還要感謝百忙中抽出時(shí)間審閱我論文的老師，對(duì)他們的付出表示真誠的感謝!
參 考 文 獻(xiàn)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)院 ( 系 ) ： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) ： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 設(shè)計(jì) (論文 )題目 ： 移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂的設(shè)計(jì) 起 迄 日 期 : 設(shè)計(jì) (論文 )地點(diǎn) : 指 導(dǎo) 教 師 : 專業(yè)負(fù)責(zé)人 : 發(fā)任務(wù)書日期 : 任務(wù)書填寫要求 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng) 學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人 審查、 院（系）領(lǐng)導(dǎo) 簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在第七學(xué)期結(jié)束前填好并發(fā)給學(xué)生； 2． 任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工 整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3． 任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及 院（系） 主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫； 4． 任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“ 學(xué)院（系） ”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào)； 5． 任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國標(biāo) 714— 2005《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6． 有關(guān)年月日等日期的 填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo) 7408— 2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“ 2009年 3 月 15日”或“ 2009 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的： 本課題以小型地面移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)械臂 為研究對(duì)象，要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí) ,根據(jù)被抓取工件的結(jié)構(gòu)尺寸、重量及工況，進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。本課題的研究從功能需求分析入手，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，構(gòu)思機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式、結(jié)構(gòu)尺寸和傳動(dòng)布局，并 進(jìn)行機(jī)構(gòu)、零部件設(shè)計(jì)計(jì)算等環(huán)節(jié)的實(shí)踐，來培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，以提高同學(xué)分析與解決工程實(shí)際問題的能力。 2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 內(nèi)容： 以 小型地面移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)械 折疊 臂 為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)機(jī)械臂及夾持機(jī)構(gòu)，并滿足總體尺寸、重量及運(yùn)動(dòng)特性等指標(biāo)。 要求： （ 1）根據(jù)教師提供的部分材料和所布置任務(wù)，查閱中外資料，了解課題研究的工程背景。 （ 2）翻譯外文資料 (10000字符以上 )。 （ 3）設(shè)計(jì)機(jī)械臂及夾持機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)要求： ①機(jī)械臂 折疊時(shí)總長 ≤ 650臂桿轉(zhuǎn)動(dòng)范圍 :150°，旋動(dòng)速度 s，系統(tǒng)自重 ≤ 7器人底盤系統(tǒng)的總體尺寸不超出：長×寬×高 =800540260 ② 機(jī)械臂的抓取重量 為 3取對(duì)象為直徑 40度 360圓柱體。 （ 4）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)與計(jì)算。 （ 5）繪制該系統(tǒng)裝配圖及部分零件圖。（用 （ 6）編寫設(shè)計(jì)、計(jì)算說明書。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 3．對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文、圖表、實(shí)物樣品等〕： （ 1）繪制機(jī)器人機(jī)械臂系統(tǒng)的三維造型圖、裝配圖及部分零件圖。 （ 2）根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和分析結(jié)果編寫設(shè)計(jì)、計(jì)算說明書。 （ 3）給出系統(tǒng)各零件的材料和重量清單，估算系統(tǒng)總重量。 4．主要參考文獻(xiàn)： [1] 張毅等 . 移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2007. [2] 李新春等 J］ . 機(jī)器人， 2004（ 11）： 103~106. [3] 李振波等 J］ . 機(jī)器人， 2000（ 9）： 354~358. [4] 常文森 ,賀漢根 ,李晨 J］ . 計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化， 1998（ 2）： 2~6. [5] 江浩 ,樊炳輝等 J］ . 應(yīng)用科技， 2000（ 8）： 3~5. [6] 馬香峰等 M］ 金工業(yè)出版社， 1996. [7] 蔣新松 . 機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論［ M］ . 沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， 1994. [8] 蘇學(xué)成 種新型的機(jī)器人移動(dòng)結(jié)構(gòu)［ J］ 2003（ 4）： 120~123. [9] R?西格沃特 ,I?諾巴克什 ,自主移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)論［ M］李人厚 ,譯 安交通 大學(xué)出版社， 2006. [10] 王野，王田苗等 J］ 2005(6):23~31. [11] 文福安 ,梁崇高 ,廖啟征 . 并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)位置正解［ J］ 1999. [12] 黃亞樓 ,盧桂章 . 微機(jī)機(jī)器人和精密操作的研究發(fā)展［ M］ . 機(jī)器人 ,1992(4). [13] 王昆 ,何小柏 ,汪信遠(yuǎn) . 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)［ M］ . 高等教育出版社 ,2005. [14] 朱磊磊 ,陳軍 J]2009,37(8):242~247. [15] 鄭超 ,趙言正 ,付莊 J]2007,4:70~72. [16] 陳學(xué)東等 J]學(xué) 報(bào) 9(2): 8~12. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 5．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2010 年 3月 22日 ~ 3月 30 日 3月 31日 ~ 4月 20 日 4月 21日 ~ 6月 10 日 6月 11日 ~ 6月 22 日 6月 27日 查閱中外資料，了解課題研究的工程背景并翻譯外文資料。對(duì)課題方案進(jìn)行構(gòu)思、分析比較并理出思路，撰寫開題報(bào)告。 初步設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求對(duì)移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與三維造型。 詳細(xì)設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求，對(duì)選定的系統(tǒng)方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析、作詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。繪制移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械臂系統(tǒng)裝配圖，拆畫部分零件圖繪制改進(jìn)后的小臂部件裝配圖與零件圖。 撰寫設(shè)計(jì)、計(jì)算說明書。修改論文，準(zhǔn)備答辯。 論文答辯 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 學(xué)院（系）意見： 院（系）領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日