【正文】 哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 摘 要 教學機器人作為 一 種先進技術的實物載體，在教學中的位置越來越重要。它融合了造型技術、機械、電子、傳感器、計算機軟件、硬件等眾多先進技術，可為各相關技術課程教學提供很好的教學平臺。 本文 在查閱了國內外相關文獻資料的基礎上， 確定了 六自由度關節(jié)型 教學機器人的總體方案，包括機器人的結構設計方案 和 控制方案。機器人的結構設計 由 機械臂和 手 爪兩部分組成， 手爪與機械臂通過法蘭盤 聯接 ，可以安裝不同的手爪以實現不同的工作任務。設計了機器人 裝配圖和零件圖，并對驅動電機、編碼器和減速器等進行了計算選型 ，設計校核了關鍵零部件 。 設計 了教學機器人控制方案，對機器人 進行 了運動學分析， 建立了機器人 運動學 方程 。 分析了機器人的工作空間， 基于 MATLAB/ Simulink建立了 教學機器人 的機構模型，進行了運動分析和 軌跡規(guī)劃。 關鍵詞 ： 教學 機器人 ；運動 學分析 ； 機械爪 ； 仿真哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 ABSTRACT EDU Robot as an advanced technology， in the teaching position in an increasingly important. it blends technique， machinery and electronic form， sensors and puter software， hardware etc many advanced technology and related technical courses for individual teaching is a better teaching platform. In this article for the associated documents and information on the basis of established six DOF joint type of robot to the general programme, including the robot39。s structural design and control scheme. Robot design is pose of the mechanical arms and hands, Its hand and the mechanical arms attached by flange, you can install other hand, in order to plete the different task. Designed the machine39。s assembly drawing and part drawing. After calculated， choosed the type of drive motor and coding and gear and so on. Design and check the critical part,thought out a robot control scheme, finished robot kinematic analysis and established kinematical equation. In he end, analyzed robots work space and using matlab simulink established the model of teaching machine, and track the movements analysis. Key words： EDU Robot； kinematic analysis； mechanical gripper； simulation哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 目 錄 第 1 章 緒論 1 課題來源及研究意義 ....................................................................... 1 國 內外教學機器人發(fā)展概況 ........................................................... 1 國外 教學機器人 的發(fā)展現狀 ................................................. 2 國內 教學機器人 的發(fā)展現狀 ................................................. 3 本文的主要研究內容 ....................................................................... 5 第 2 章 教學 機器人的總體方案設計 6 教學機器人基本技術參數的確定 ................................................... 6 .................................................. 6 自由度的確定及結構布置 ..................................................... 6 ...................................................................... 7 精度要求 ................................................................................. 8 驅動方式的選擇 ............................................................................... 9 機器人總體方案的確定 ................................................................. 10 傳動系統及傳感檢測系統方案的選擇 ......................................... 12 教學機器人的控制方案 ................................................................. 13 ................................................................ 14 本教學機器人的控制方案 ................................................... 14 關節(jié)伺服系統設計 ............................................................... 15 本章小結 ......................................................................................... 16 第 3 章 教學機器人的運動分析 17 機器人的位姿與運動描述 ............................................................. 17 關節(jié)型機器人的廣義連桿變換齊次矩陣 ..................................... 17 哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 運動學正解 ..................................................................................... 18 連桿坐標系和連桿參數 ....................................................... 18 連桿變換矩陣 ....................................................................... 20 工作空間分析 ................................................................................. 23 教學機器人的仿真 ......................................................................... 24 仿真模型的建立 ................................................................... 25 仿真結果的運行和分析 ....................................................... 26 本章小結 ......................................................................................... 27 第 4 章 教學機器人的結構設 計 28 各關節(jié)電機、減速器和傳感器選型 ............................................. 28 各關節(jié)力矩估算 ................................................................... 28 各關節(jié)功率估算 ................................................................... 31 各關節(jié)電機、減速器等選型 ............................................... 31 各關節(jié)結構設計 ............................................................................. 32 第一關節(jié) ............................................................................... 32 第二關節(jié) ............................................................................... 32 第三關節(jié) ............................................................................... 32 手腕部分 (包含小臂 ) ............................................................ 35 手爪的設計 ..................................................................................... 36 關鍵零件的校核 ............................................................................. 37 本章小結 ......................................................................................... 47 結 論 48 參考文獻 183