单片机控制的球坐标机器人设计毕业论文.doc
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单片机控制的球坐标机器人设计毕业论文
目 录
前言………………………………………………………………………………………………1
1 机器人概述…………………………………………………………………………………2
2 手部的设计和计算…………………………………………………………………………4
2.1 有关此机器人能实现的功能的构想…………………………………………………4
2.2 机器人机械结构初步构想……………………………………………………………4
2.3 机器人控制系统初步构想……………………………………………………………4
2.4 所用器材、器件的初步拟订…………………………………………………………5
3 机器人设计及计算…………………………………………………………………………6
3.1 手部设计………………………………………………………………………………6
3.2 手腕设计………………………………………………………………………………8
3.3 手臂设计………………………………………………………………………………9
3.3 机身设计………………………………………………………………………………9
3.5 电机选择………………………………………………………………………………9
4 控制系统的设计……………………………………………………………………………12
4.1电路原理图的绘制……………………………………………………………………12
4.2 PCB图绘制……………………………………………………………………………12
4.3 程序设计……………………………………………………………………………12
4.3.1 机器人使用说明………………………………………………………………12
4.3.2 端子分配表……………………………………………………………………13
4.3.3 各输入输出及状态缓存分配情况……………………………………………16
4.3.4 参考程序………………………………………………………………………19
5有关机器人设计的两个探讨…………………………………………………………………45
5.1处理器的选择前 言
机器人设计是我们学完技术基础课及有关专业课后的一次专业课程内容的综合设计。所学通过设计,把所学课程(机构分析与综合、机械原理、机械设计、液压与气动技术、自动控制理论、测试技术、数控技术、单片机原理及应用,自动机械设计等)中所获得的理论知识在实际中综合地加以运用,使这些知识得到巩固和发展,并使理论知识和生产密切地结合起来。
目前,国民经济高速发展,工业机械手满足了社会生产的需要,在某种程度上也实现了生产自动化。它在工业生产中的应用也极为广泛。工业机械手操作动作准确,因此可以稳定和提高产品质量,同时也可避免人为的操作错误。此外,机械手能持久、耐劳,可以把人从繁重单调的劳动中解放出来,并能扩大和延伸人的功能。工业机械手的通用性、灵活性好,能较好地适应产品品种的不断变化,以满足柔性生产的需要。
本次设计着重点在控制系统的设计。在机械结构的设计上我大胆采用了直线导轨,大导程滚珠丝杠等结构。在控制系统设计上,我力求控制系统的简单、完整、合理、人性化设计。采用了74LS148八~三路优先编码器连接键盘和单片机。独立编写了具有速度设置、手动运行、给定量精确运行、自动运行四大功能的控制程序。
1. 机器人概述
工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。 ???? 机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。??? 机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既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、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,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缺少的自动化设备。
国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:?? 1.工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降,平均单机价格从1991年的10.3万美元降至1997年的6.5万美元。?? 2.机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、
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