【正文】 燕山大學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 題目： 智能車及多功能機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計與制作 學(xué)院（系）： 機(jī)械工程學(xué)院 年級專業(yè)： 10級機(jī)電 3 班 組 號： 01 組 學(xué)生姓名： 馬玉棟 史成 張振 張磊磊 組內(nèi)分工： 張磊磊： 機(jī)械臂制作、程序調(diào)試 、 軌跡規(guī)劃 張振： 機(jī)械臂制作、 車體安裝、 說明書 、電路圖繪制 史成： 機(jī)械臂制作 程序 編寫及 調(diào)試 二維圖繪制 馬玉棟： 機(jī)械臂制作 三維圖繪制 PPT二維圖繪制 指導(dǎo)教師： 史艷國 李艷文 姚建濤 張慶玲 楊彥東 陳子明 李富娟 史曉華 劉曉飛 丁乙 日 期： 燕山大學(xué)課程設(shè)計（論文）任務(wù)書 院（系）：機(jī)械工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：機(jī)械電子工程系 組號 01 學(xué)生姓名 馬玉棟 史成 張振 張磊磊 設(shè)計題目 智能車及多功能機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計與制作 設(shè) 計 要 求 在課程研究項目智能移動 小車的基礎(chǔ)上，自主設(shè)計一個機(jī)械臂和抓手，并裝配或安裝到原有的小車上，完成機(jī)器人的設(shè)計、制作，進(jìn)行機(jī)器人運動控制規(guī)劃，完成如下具體功能：（ 1） 按動開關(guān)，啟動生產(chǎn)線； (2) 從地面的指定位置撿起直徑為 70120mm 的球； (3) 到涂膠工位完成涂膠； (4) 找到迷宮入口，進(jìn)入迷宮 —— 實現(xiàn)穿越迷宮； (5)尋跡 —— 到采摘工位車體或機(jī)械臂旋轉(zhuǎn) —— 手爪張開 —— 實現(xiàn)對指定物體采摘控制機(jī)器人完成一系列復(fù)雜的動作，如智能循跡和避障、手爪張合、車體回轉(zhuǎn)、協(xié)同作業(yè)等任務(wù)。 技 術(shù) 參 數(shù) 車體：（ 1）負(fù)載能力 5 kg（ 2） 重量 5kg（ 3） 外形尺寸參照抓持物體 手爪：（ 1）負(fù)載能力（含執(zhí)行器） （ 2）重復(fù)定位精度177。 （ 3）外形尺寸 能夠完成采摘比賽并與車體大小協(xié)調(diào)（ 4）重量 以內(nèi) （ 5） 手爪張合 30150 度（ 6）機(jī)械臂最大展開半徑 功能參數(shù)：（ 1） 采摘果的高度： 280320mm （ 2）采摘果的大?。褐睆?70120mm （ 3）開關(guān)高度： 310mm(280320mm) （ 4）開關(guān)大?。?60x60mm （ 5）膠刷：球形，直徑 70120mm 工 作 量 （ 1）資料分析 :查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，對資料進(jìn)行分析總結(jié)。 （ 2）機(jī)器人總體設(shè)計 : 確定機(jī)器人的具體任務(wù)要求，根據(jù)任務(wù)初步擬定機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)、運動形式、驅(qū)動方案、傳動方案、控制方案等。 （ 3）機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計 : 按任務(wù)及參數(shù)要求設(shè)計可行走智能車、機(jī)械臂、手部 — 智能移動機(jī)器人，將機(jī)器人分解為車身結(jié)構(gòu)、機(jī)械臂、手爪和傳動結(jié)構(gòu)等若干部分，分別對各個結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計并校核，繪制機(jī)器人總裝圖和關(guān)鍵零部件圖。 （ 4）運動控制方案設(shè)計 :基于單片機(jī)完成機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計，結(jié)合工作空 間內(nèi)任意位姿控制的模型以及速度控制模型，控制機(jī)器人完成迷宮、尋跡、避障等功能。 （ 5）根據(jù)比賽要求，編程實現(xiàn)規(guī)定的動作，最終完成比賽。 （ 6）編制課程設(shè)計說明書。 （ 7）最終提交的文檔：主要內(nèi)容包括機(jī)械圖紙一套，電氣原理圖一套，設(shè)計說明書一套。設(shè)計說明書必須包括方案論證、所用方案成本分析，必要的設(shè)計計算，市場前景分析與預(yù)測，設(shè)備的使用說明書，程序清單等。 工 作 計 劃 （ 1）資料查閱、設(shè)計準(zhǔn)備，所需天數(shù) 1 天 （ 2）資料分析、總結(jié)，所需天數(shù) 1 天 （ 3）總體方案設(shè)計，所需天數(shù) 2 天 （ 4）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，所需天數(shù) 2 天 （ 5）繪制總裝圖和關(guān)鍵零件圖，所需天數(shù) 3 天（ 6）運動控制系統(tǒng)的設(shè)計，所需天數(shù) 3 天 （ 7）繪制電路圖 所需天數(shù) 2 天 （ 8）設(shè)計制作 所需天數(shù) 3 天 （ 9）編制課程設(shè)計說明書 所需天數(shù) 2 天 （ 10）答辯考核、演示 所需天數(shù) 1 天 參考 資料 通過校園網(wǎng)在我校訂閱的電子資料庫中可以搜索到大量的有關(guān)機(jī)電一體化以及電機(jī)和電力拖動的參考資料。同學(xué)們也可到學(xué)校的圖書館查找紙質(zhì)期刊資料。機(jī)械學(xué)院的計算機(jī)中心上班時間免費對本院學(xué)生開放。 指導(dǎo)教師簽字 基層教學(xué)單位主 任簽字 燕山大學(xué) 課程設(shè)計評審意見表 指導(dǎo)教師評語： 成績： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯小組評語： 成績： 評閱人： 年 月 日 課程設(shè)計總成績： 答辯小組成員簽字： 年 月 日 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 4 摘要 ................................................................................................................................... 6 前沿 ................................................................................................................................... 7 第一章 項目任務(wù) ....................................................................................................... 8 項目概述 ....................................................................................................... 8 任務(wù)流程圖 ................................................................................................... 8 第二章 設(shè)計方法和設(shè)計方案 ................................................................................... 9 .................................................................................... 9 機(jī)械手臂完成的動作及其參數(shù) .............................................................. 9 機(jī)械臂設(shè)計 .............................................................................................. 9 機(jī)械爪的設(shè)計 ........................................................................................ 10 機(jī)械臂動力學(xué)分析 ................................................................................ 11 電機(jī)選擇 ......................................................................................................... 18 電機(jī)驅(qū)動方案選擇 ......................................................................................... 19 電源選擇 ......................................................................................................... 19 傳感器的選擇 ................................................................................................. 20 循跡傳感器的選擇 ............................................................................. 20 .............................................................................. 21 第三章 硬件設(shè)計 ..................................................................................................... 22 智能車總裝模塊展示 ..................................................................................... 22 直流電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計 ................................................................................. 22 電源供電電路設(shè)計 ......................................................................................... 25 循跡傳感器外圍電路設(shè)計 ............................................................................. 25 .............................................................................................. 26 第四章 軟件設(shè)計 ..................................................................................................... 27 .............................................................................................................. 27 .......................................................................................................... 27 第五章 使用說明 ..................................................................................................... 28 .......................................................................................................... 28 調(diào)試狀況 ......................................................................................................... 28 第六章 成本分析 ..................................................................................................... 29 第七章 市場前景調(diào)查分析 ..................................................................................... 29 .......................................................................................................... 29