垂直面绘画机器人的机械系统设计开题报告.docx
《垂直面绘画机器人的机械系统设计开题报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《垂直面绘画机器人的机械系统设计开题报告.docx(19页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、精选资料可编辑修改,可打印别找了你想要的都有! 精品教育资料全册教案,试卷,教学课件,教学设计等一站式服务全力满足教学需求,真实规划教学环节最新全面教学资源,打造完美教学模式垂直面绘画机器人的机械系统设计可修改编辑目录1选题的目的和意义12绘画写字机器人的发展现状22.1按工作对象性质分类32.2按机器人平台分类52.3按绘制工具分类63主要研究内容83.1机械设计83.2运动分析83.3仿真84方案选择94.1整体结构94.2执笔器114.3电机124.4减速器124.5传动装置135预定要求136设计思路137进度安排148设计的预期结果149参考文献141选题的目的和意义机器人技术是当今
2、高技术研究的一个重要方向,普遍受到各国政府的关注。2014年中国工业机器人市场销量达5.7万台,同比增长55%,约占全球市场总销量的四分之一,连续两年成为全球第一大工业机器人市场。据国际机器人联合会统计,2005至2014年的十年间,我国工业机器人市场销量的年均复合增长率高达32.9。预计到2017年,工业、服务和特种机器人市场规模将达到750亿美元,并带动相关产业上千亿美元的增长。种种迹象表明:机器人技术和应用已成为各国必争领域和未来竞争的制高点,各主要国家纷纷出台机器人发展战略规划。2015年11月下旬,2015世界机器人大会在北京召开。IEEE机器人与自动化学会主席Raja Chatil
3、a致辞道:“今天,世界机器人大会在北京召开,彰显了世界各国对机器人技术的关注。如今人们普遍意识到,我们正在见证一场信息技术带来的新革命,然而另一场革命也在进行,它的征兆在几年间一直若隐若现,这便是技术引发的革命,这也是行动的科学。”众所周知,劳动力密集曾一度是中国制造业发展的绝对优势。此前,中国制造依靠人工成本优势赢得了“世界工厂”的称号,近年来随着我国人口红利逐渐下降,不少企业开始转向越南、泰国、菲律宾等东南亚人口成本较低的国家开设工厂,而伴随机器人时代来临,“机器代人”成为大势所趋,并逐步倒逼中国制造业转型,上述格局终将被打破。机器人不只是简单意义上代替人工劳动的工具,它还是综合了人的特长
4、和机器特长的一种拟人的机械电子装置。其特点是,即有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作的、准确度高、抗恶劣环境的能力。它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可或缺的自动化设备1。机器人技术国家工程研究中心主任、中国工程院院士王天然作了题为机器人助力中国智能制造的演讲,提出中国要实现智能制造离不开机器人,而下一代“人机共融”的机器人将是中国的机会,也是应当着力突破的方向。“机器人是智能制造的支撑设备,必将助力中国的智能制造发展,满足中国的民生需求。与人共融是下一代机器人的本质特征。各个学科的交叉结合将为机器人带来新的发展机会。所以我们应该关心
5、它、抓住它为我们服务。”机器人与人类的生活的联系越发紧密,对机器人研究得越发深入,在探索各个领域机器人的过程中,人们渐渐的倾向于研究能够模仿人类特定行为的类人机器人。机器人产业十三五发展规划的草案当中提到家庭辅助类机器人将以更高的性价比解放人类双手。书写与绘画是人类的重要特征之一,因此研制能模仿人类的书写和绘画功能的机器人是人类的愿望之一。对其的深入研究也是在传承中国文化和艺术,以高新技术为载体发扬华夏文明。写字和绘画的机器人可运用于教学、科普和日常生活当中。在研究方面,可涉及到理论力学、驱动与控制、轨迹规划等领域1。在教学方面可为高等学府的机械、电子、计算机、软件等专业开出机器人写字试验、绘
6、图试验、机器人机构学试验、计算机应用试验、机器人数控编程试验等。在科普方面,可以陈列于各种城市科学馆、少年馆,作写字绘画表演,激发新一代青少年对机器人的兴趣等2。在日常生活方面可以进行大面积的壁画和围墙的绘画和写字作业等。以下将“写字和绘画机器人”简称为“绘画机器人”。2绘画写字机器人的发展现状国内外对于绘画机器人的研究历史很短、参与研究的人员也并不是很多。上世纪 90 年代,国外绘画机器人开始起步,而国内研究则相对更晚,香港中文大学近年率先开展了相关研究。在图源获取方面,从最初单纯的轨迹规划生成图画发展到基于图像处理技术。在轨迹控制方面,一是从原先的 3 自由度发展到 6 自由度机械臂控制;
7、二是由二维平面的图画绘制发展到了 2.5D 以及 3D 绘图3。在机械方面,执笔器的改变,由一开始的机械固定到后来的控制类人手部握笔。在绘制工具方面已经发展出喷涂式、硬笔式、软笔式、毛笔式等。综合以上所述的国内外绘画机器人的发展和现状,本文按照以下的方式对绘画机器人进行不同的分类以说明。 2.1按工作对象性质分类按绘画机器人的工作对象可以分为水平面工作的机器人、垂直面工作的机器人、多平面工作的机器人和多维空间工作的机器人。(1)水平面是指工作空间在水平面的机器,模拟了人伏案写作时的姿态同时又能围绕自己的底座在360的任意空间内进行绘制和写字。各杆件的移动空间大,相互间更易配合。图2.1水平面作
8、业的机械手臂图2.2水平面作业的机器人(2)垂直面是指工作空间在垂直面的机器人,模拟人在黑板或墙壁上的姿势。各杆件的移动空间较狭窄,对杆件的长度和各杆件间的配合要求较高。手部(即末端执行器,以下简称“手部”)所受合力平行于工作面。图2.3垂直平面作业的机械手臂(3)多平面工作空间不止一个平面,应用更加广泛,对整个机械结构的灵活性和稳定性要求更高。图2.4多平面作业的机械手臂(4)2.5D,3D可以不仅只在以XY为坐标的二维平面内作业,可以延伸到2.5维或3维,例如3D打印机。2.2按机器人平台分类绘画机器人按工作平台的不同可分为悬挂式、单臂式和悬挂单臂式。(1)悬挂式其工作原理类似于激光打印机
9、,由X轴导轨、Y轴导轨和Z轴的执笔器组成。图2.5为早期的绘画机器人Aaron正在绘制抽象风格的水彩画,它由英国抽象派画家Harold Cohen教授设计制造4。图2.5悬挂式绘画机器人Aaron在作业(2)单臂式单臂式的绘画机器人机械系统采用的是机械手的方式,它的灵活性更大,也可以安装在服务型机器人身上5。图2.6是由来自台湾科技大学的Chyi-Yeu Lin设计制作的七自由度绘画机器人。图2.7是一个完整的单臂式三自由度绘画机器人。图2.6台湾科技大学的机器人在作业图2.7 三自由度的机械手臂CP robot(3)悬挂单臂式往后发展,制作出了悬挂于单臂相结合的悬挂单臂式绘画机器人。在保证手
10、部可以大面积覆盖的同时又增加了灵活性,使这种绘画机器人所做出的图形和字体更为精确和逼真。图2.8香港中文大学在高交会上展示的绘画机器人2.3按绘制工具分类(1) 硬笔型绘画机器人(2)软笔型绘画机器人3主要研究内容3.1机械设计(1)各杆件长度(2)电机与减速器(3)执笔器3.2运动分析(1)运动学分析机器人机械系统运动学问题研究机械手末端执行器(即手部)相对参考坐标系的位置、姿态和速度与各关节变量间的关系,包括运动学正问题和运动学逆问题。运动学正问题是已知关节的位置和速度,求得末端执行器的位置、姿态和速度;反之,已知末端执行器的位置、姿态和速度,需求关节的位置和速度,以驱动各关节的电机旋转,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 垂直面 绘画 机器人 机械 系统 设计 开题 报告
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。