1.机械手毕业设计
引 言 在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等,已经随处可见。同时,现代生产中,存在着各种各样的生产环境,如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等,这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术,是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物,并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合,应用得更为广泛。在我国,近几年来也有较快的发展,并取得一定的效果,受到机械工业和铁路工业部门的重视。
本课题拟开发物料搬运机械手,采用日本三菱公司的FX2N系列PLC,对实验室现有的TVT—99D机械手模型进行开发。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、汽缸、气控机械抓手等;电气方面由步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、旋转码盘、操作台等部件组成。
我们利用可编程技术,结合相应的硬件装置,控制机械手完成各种动作。本课题是有我和徐立同同学合作共同完成,在整个设计过程中徐立同同学主要负责硬件方面如接线、画各个电气设备的电路接线图等;而我则是主要负责软件部分,在实际的设计调试过程中我主要负责PLC的接线编程、调试等工作。
当然了硬件和软件是不分家的,谁也离不开谁,因此,在整个设计过程中各种方案的敲定与实施均是由我们俩个在指导老师的帮助下共同研究、推敲、讨论试验调试中确定的。为了能够实现机械手可在空间抓放物体,动作灵活多样,适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产,广泛应用于柔性自动线。
再加上本课题开发的机械手采用的日本三菱公司的FX2N系列PLC控制,是一种按预先设定的程序进行工件的搬运的自动化装置,可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业,并要实现根据工件的简单的变化要求随时更改相关控制参数。为达到这些要求,我们设计的控制方案尽量在我们力所能及的范围内选择最佳的方案。
如在本设计中遇到的对直流电机的控制问题中,在控制直流电机正反转的问题上通过老师的指导我们想到了两种控制方案:一种是在原设备的基础上加上四个继电器实现其控制功能;另一种则是根据三菱公司的FX2N系列PLC的输出端的内部电路的特点,可以在不增加其他设备的情况下实现控制要求。我在最大限度的满足工艺流程和控制要求的同时,还要考虑要有很高的性价比,因此我们选择了后一种方案。
也许后一种方案有其弊端,但目前还没有发现。望大家多多指教。
当然了,由于我们水平的限制和时间的仓促,在很多地方的控制方案还不是很理想,同时还遗留有很多的问题,需要进一步的研究中才能解决,望各位老师和广大同学批评和指教。 机械手的毕业设计说明书一.前言1.1设计的意义与作用机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
在现代生产过程中,机械手被广泛的运用于自动生产线中,机械人的研制和生产已成为高技术邻域内,迅速发殿起来的一门新兴的技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复工作和劳动,不知疲劳,不怕危险,抓举重物的力量比人手力大的特点,因此,机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛地得到了应用。
在工业生产过程中,尤其在自动流水线上,零件的加工和搬运都可能用到机械手。本课题就为解决海门恒豪制针有限公司在缝纫机针的生产过程中,抛光这一工艺工作。
缝纫机针且夹紧不方便,要使用一个专用夹具用于抛光工作,为了解决以上传统的缺点,设计了该液压式摆动机械手。1.2机械手的工作原理 该机械手采用了液压驱动方式来实现其工作的要求,工作要求就是机械手臂的上下能够摆动,手臂的回转运动,手腕的回转运动及手部的夹持运动,本次设计的机械手主要用于缝纫机针的抛光工作,可用几台液压摆动机械手与抛光机相配合,进行协调实现抛光工作的自动化生产线,机械手的手指夹持缝纫机针,在即旋转又往复移动的抛光机上进行上下摆动,根据抛光工艺过程,自动线上有4台机械手,各机械手间互传递着缝纫机针,调换缝纫机针的大小头,并进行粗精抛光操作。
1.3抛光自动生产线的组成及工作原理抛光自动生产线的平面布置图如下:1.4.自动生产线的工作方式及组成: 全线由震动式顺针机,上料工作台,4台机械手,4台抛光机和装针斗组成。4只抛光轮分别由电动机带动旋转,由另外的电动机经传动装置(如曲柄滑块机构)带动4只抛光轮一同作左右往复运动,每台机械手分别由自身的电子程序控制器控制,根据抛光工艺要求所编制的程序,依次进行程序转换,控制机械手液压系统的电磁换向阀,从而使机械手按程序进行各种动作。
4台机械手动作相同,全自动线动作过程如下:机械手1在上料。
2.搬运机械手毕业设计
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原发布者:叽哩嘎啦
本科毕业设计(论文)说明书搬运机械手设计学院机电工程学院专业班级机械工程及自动化五班学生姓名XXXX学生学号XXXXXXXXXX指导教师XXXX提交日期2013年5月日毕业设计(论文)任务书兹发给09级机械(5)班学生xxxx毕业设计(论文)任务书,内容如下:1.毕业设计(论文)题目:圆柱坐标型电、液驱动型搬运机械手设计2.应完成的项目:(1)调研、搜集整理课题的相关资料,完成外文资料的翻译,确定搬运机械手的传动方案;(2)完成传动机构设计及相关参数的选择;(3)完成机械装置相关零件的设计及选型;(4)完成机械装置的3D装配图设计。3.参考资料以及说明:
3.搬运机械手及控制设计 的毕业设计
第一章 绪 论 1
1.1 前 言 1
1.2 搬运机械手在生产中的应用 1
1.2.1 建造旋转零件(转轴、盘类、环类)自动线 2
1.2.2 在实现单机自动化方面 2
1.3 搬运机械手的结构 2
第二章 搬运机械手的总体设计方案 4
2.1 设计方案的拟定 4
2.1.1 熟悉该产品的加工工艺 4
2.1.2 收集资料 5
2.2 基本参数的确定 5
2.2.1 抓取重量 5
2.2.2 工作时间的确定 5
2.2.3 根据工艺要求确定参数 6
2.2.4 确定最大活动范围与速度 6
2.2.5 确定定位精度 7
2.3 机构形式的选择 7
2.4 驱动源的选择 8
2.5 控制系统的选择 8
2.6 搬运机械手的自由度与坐标形式选择 9
2.7 本次设计的方案确定 12
2.7.1 确定机械手的规格、坐标形式及自由度 12
2.7.2 规格参数 12
2.7.3 总体布置 13
第三章 搬运机械手的手部设计 14
3.1 手部设计基本要求 14
3.2 手部结构 14
3.3 选择手爪的类型及夹紧装置 15
3.4 手指回转型手部及其受力分析 15
3.5 夹紧力及驱动力的计算 17
3.6 弹簧的设计计算 17
第四章 腕部的设计计算 21
4.1 腕部设计的基本要求 21
4.2 腕部的结构以及选择 21
4.2.1 典型的腕部结构 21
4.2.2 腕部结构和驱动机构的选择 21
4.3 腕部的设计计算 21
4.3.1 腕部设计考虑的参数 21
4.3.2 腕部的驱动力矩计算 21
4.3.3 腕部驱动力的计算 21
4.3.4 液压缸盖螺钉的计算 21
4.3.5 动片和输出轴间的连接螺钉 24
第五章 臂部的设计及有关计算 25
5.1 臂部的设计要求 25
5.2 手臂的典型机构以及结构的选择 26
5.2.1 手臂的典型运动机构 26
5.2.2 手臂运动机构的选择 26
5.3 手臂直线运动的驱动力计算 26
5.3.1 手臂摩擦力的分析与计算 27
5.3.2 手臂惯性力的计算 28
5.3.3 密封装置的摩擦阻力 28
5.4 液压缸工作压力和结构的确定 28
第六章 机身的设计计算 30
6.1 机身的整体设计 30
6.2 机身回转机构的设计计算 30
6.3 机身升降机构的计算 33
6.3.1 手臂偏重力矩的计算 33
6.3.2 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 34
6.4 轴承的选择分析 35
第七章 液压系统设计 37
第八章 支撑角铁的加工工艺 39
总结 40
参考文献 41
致谢 42
4.急求机械手搬运系统论文一份
双柔性机械手搬运刚性物体的协调控制研究摘要 采用负载分配方法,将双柔性机械手协调搬运物体的控制分解为两个等效柔性机械手的运动与力混合控制的问题,同时表明当负载分配系数为常数时等效柔性机械手具有柔性机械手相同的动力学特性。
然后通过等效刚性机械手的逆运动学求解出两等效柔性机械手的期望运动轨迹,并且采用输出重定义设计出两等效机械手的运动近似跟踪控制和力控制算法;最后,通过双柔性平面机械手协调搬运物体的仿真实例,说明了所提出的控制方案在柔性机械手协调控制中的有效性。主题词 柔性机械手 控制 运动学 动力学1 引言多机械手的协作操作具有提高工作能力(如复杂的装配任务)、提高负载操作能力(如搬运更重更大的物体)和提高灵活性等优点[1]。
由于柔性机械手具有质量轻、灵活性等特点,特别适合太空任务,因此,柔性机械手的协调研究成为了一个前沿课题,当前有少量的文献对多柔性机械手协调操作系统的动力学和控制方法进行了研究[2~4]。对于多柔性机械手的协调控制,由于柔性机械手的逆运动学不唯一确定,甚至不存在,因此很难象刚性机械手协调控制一样直接控制被操纵物体的运动轨迹。
现有文献研究往往结合其他控制方法将被操作物体的轨迹控制问题转化为机械手的各个关节角位置的控制问题[3, 4],采用独立关节的控制一般很难得到整个系统的良好动态特性。本文针对双柔性机械手协调操作物体的系统,采用负载分配方法[5]将整个系统分解为两个等效柔性机械手末端轨迹的运动跟踪和力控制的问题,并表明了当负载分配系数为常数时,等效柔性机械手具有柔性机械手相同的动力学特性;对于等效柔性机械手末端轨迹跟踪控制中的非最小相位问题,采用输出重定义方法实现末端轨迹的近似跟踪,同时结合力控制实现系统内力控制。
2 双柔性机械手系统的运动学与动力学考虑两个基座固定的平面柔性机械手抓住一个共同的刚性物体沿着给定轨迹运动的情况,且满足以下假设条件:1)每个机械手非冗余,且刚性自由度Nr与任务空间坐标维数相同(本文中Nr=3);2)每个机械手抓牢物体,即机械手末端与被搬运物体之间没有相对滑动;3)柔性机械手的变形为小变形,且不考虑变形剪切力的影响; 踪出现了约0·008rad的偏差,这是由于手爪关节在补偿中只是近似补偿的结果。由仿真结果可见,该控制方法具有较强的鲁棒性。
6 结束语本文研究了柔性机械手的协调操作控制的问题。采用负载分配方法将整个系统分解为两个等效柔性机械手末端轨迹的运动跟踪和力控制的问题。
对于柔性机械手末端轨迹跟踪控制中的非最小相位问题,采用输出重定义方法实现末端轨迹的近似跟踪。该控制策略结合了柔性机械手的动力学特性,因此在协调控制中具有较好的动态性能。
仿真结果表明该控制策略具有较好的鲁棒性,但整个系统的稳定性和鲁棒性有待在理论上作进一步的研究。参 考 文 献1 KoivoA ,j BekeyG A. Report ofworkshop on coordinatedmultiple robotmanipulators: Planning, Contro,l and Applica-tion. IEEE Journal ofRobotics and Automation, 1988, 4 (1): 91~932 KrishmamurthyK, YangL. Dynamicmodeling and simulation of two cooperating structurally-flexible roboticmanipulators.Robotica, 1995, 13: 375~3843 YamamoM, Kim J S, UchiyamaM. Hybrid position/force control of two cooperative in 3Dspace. Proceedings of IEEE on Robotics and Automaton, 1998: 1110~11154 Matsuno F, HatayamaM. RobustCooperative Control ofTwoTwo-Link Fink FlexibleManipulators on the Basis ofQuasi-Static Equations. International Journal ofRoboticsResearch, 1999, 18 (4): 414~4285 Liu Y H, Arimoto S. Decentralized Adaptive and Nonadaptive Position/Force Controllers inCooperations. International Journal ofRoboticsResearch, 1998, 17 (3): 232~2476 Moallem M, PatelR V, KhorasaniK. NonlinearTip--LinkManipulator: Theory andExperiments. Automatica, 2001, 37: 1825~18347 Siciliano B, VillaniL. RobotForce Contro.l KluwerAcademic Publishers, 1999.。
5.谁有关于《5ROF物料搬运机器人设计及动力学分析》的论文或材料啊
水泥、化肥、粮食、面粉、饲料、农副产品和矿产品等粉粒状物料大都是采用
袋包装运输的,并且这些物料产量巨大,目前我国袋装物料的仓库搬运和装卸运输
方式主要是靠肩扛和小车拉,不仅装卸工人的劳动强度大、工作效率低,而且是在
粉尘的环境下工作,危害装卸工人的身心健康。由机器人代替人工搬运袋装物料就
成为一种合理的选择,“袋装物料装卸汽车机器人的研究"(山东省教育厅科技计划
项目,项目批准号:J05802)就是在这样的背景下提出来的,本文以省教育厅科技
计划项目为依托,完成了上述目标的基础性部分,即对课题组研究的一台5自由度
袋装物料搬运机器人进行了运动学和动力学计算的研究,并做了相应的仿真分析。
所完成的主要工作包括,建立了该机器人的串联5杆运动坐标系,及其等效简
化结构的多刚体动力学模型,对上述模型进行了运动学和动力学分析,计算出了该
机器人系统的运动学方程及雅可比矩阵,并推导出其简化结构多刚体系统的第二类
拉格朗日动力学方程组。并且基于Matlab对袋装物料搬运机器人动力学微分方程编程求解,开发出一个形象实用的用户系统,便于求解复杂的动力学微分方程的解。
在此基础上,还运用ADAMS虚拟样机技术对该机器人系统作了考虑重力影响
的动力学仿真:即先借助Solidworks的参数化建模功能建立了该5自由度袋装物料
搬运机器人的虚拟三维实体模型,并通过ADAMS可以识别的Parasolid格式将该虚
拟机器人导入ADAMS平台,再参照机器人实际的几何参数、物理特性以及约束条
件,建立了该虚拟5自由度机器人的动力学仿真模型,并在有重力作用下,进行空
间轨迹跟踪的仿真,获取了一系列的重要结果,为优化机器人结构和提升控制品质
的后续研究工作提供有价值的数据信息。
V
6.机器人论文
基于dsp运动控制器的5r工业机器人系统设计摘要:以所设计的开放式5r关节型工业机器人为研究对象,分析了该机器人的结构设计。
该机器人采用基于工控pc及dsp运动控制器的分布式控制结构,具有开放性强、运算速度快等特点,对其工作原理进行了详细的说明。机器人的控制软件采用基于windows平台下的vc++实现,具有良好的人机交互功能,对各组成模块的作用进行了说明。
所设计的开放式5r工业机器人系统,具有较好的实用性。关键词:开放式;关节型;工业机器人;控制软件0引言工业机器人技术在现代工业生产自动化领域得到了广泛的应用,也对工程技术人员提出更高的要求,作为机械工程及自动化专业的技术人才迫切需要掌握这一先进技术。
为了能更好地加强技术人员对工业机器人的技能实践与技术掌握,需要开放性强的设备来满足要求。本文阐述了我们所开发设计的一种5r关节型工业机器人系统,可以作为通用的工业机器人应用于现场,也可作为教学培训设备。
1 5r工业机器人操作机结构设计关节型工业机器人由2个肩关节和1个肘关节进行定位,由2个或3个腕关节进行定向,其中一个肩关节绕铅直轴旋转,另一个肩关节实现俯仰,这两个肩关节轴线正交。肘关节平行于第二个肩关节轴线。
这种构型的机器人动作灵活、工作空间大,在作业空间内手臂的干涉最小,结构紧凑,占地面积小,关节上相对运动部位容易密封防尘,但运动学复杂、运动学反解困难,控制时计算量大。在工业用应用是一种通用型机器人¨。
1.1 5r工业机器人操作机结构所设计的5r关节型机器人具有5个自由度,结构简图如图1所示。5个自由度分别是:肩部旋转关节j1、大臂旋转关节j2、小臂旋转关节j3、手腕仰俯运动关节j4和在旋转运动关节j5。
总体设计思想为:选用伺服电机(带制动器)驱动,通过同步带、轮系等机械机构进行间接传动。腕关节上设计有装配手爪用法兰,通过不断地更换手爪来实现不同的作业任务。
1.2 5r工业机器人参数表1为设计的5r工业机器人参数。 2 5r工业机器人开放式控制系统机器人控制技术对其性能的优良起着重大的作用。
随着机器人控制技术的发展,针对结构封闭的机器人控制器的缺陷,开发“具有开发性结构的模块化、标准化机器人控制器”是当前机器人控制器发展的趋势]。为提高稳定性、可靠性和抗干扰性,采用“工业pc+dsp运动控制器”的结构来实现机器人的控制:伺服系统中伺服级计算机采用以信号处理器(dsp)为核心的多轴运动控制器,借助dsp高速信号处理能力与运算能力,可同时控制多轴运动,实现复杂的控制算法并获得优良的伺服性能。
2.1基于dsp的运动控制器mct8000f8简介深圳摩信科技公司mct8000f8运动控制器是基于网络技术的开放式结构高性能dsp8轴运动控制器,包括主控制板、接口板以及控制软件等,具有开放式、高速、高精度、网际在线控制、多轴同步控制、可重构性、高集成度、高可靠性和安全性等特点,是新一代开放式结构高性能可编程运动控制器。图2为dsp多轴运动控制器硬件原理图。
图中增量编码器的a0(/a0)、b0(/b0)、c0(/co)信号作为位置反馈,运动控制器通过四倍频、加减计数器得到实际的位置,实际位置信息存在位置寄存器中,计算机可以通过控制寄存器进行读取。运动控制卡的目标位置由计算机通过机器人运动轨迹规划求得,通过内部计算得到位置误差值,再经过加减速控制和数字滤波后,送到d/a转换(dac)、运算放大器、脉宽调制器(pwm)硬件处理电路,转化后输出伺服电机的控制信号或pwm信号。
各个关节可以完成独立伺服控制,能够实现线性插补控制、二轴圆弧插补控制。 2.2机器人控制系统结构及工作原理基于pc的windows操作系统,因其友好的人机界面和广泛的用户基础,而成为基于pc控制器的首选。
采用pc作为机器人控制器的主机系统的优点是:①成本低;②具有开放性;③完备的软件开发环境和丰富的软件资源;④良好的通讯功能。机器人控制结构上采用了上、下两级计算机系统完成对机器人的控制:上级主控计算机负责整个系统管理,下级则实现对各个关节的插补运算和伺服控制。
这里通过采用一台工业pc+dsp运动控制卡的结构来实现机器人控制。实验结果证明了采用pc+dsp的计算结构可以充分利用dsp运算的高速性,满足机器人控制的实时需求,实现较高的运动控制性能。
机器人伺服系统框图如图3所示。伺服系统由基于dsp的运动控制器、伺服驱动器、伺服电动机及光电编码器组成。
伺服系统包含三个反馈子系统:位置环、速度环、电流环,其工作原理如下:执行元件为交流伺服电动机,伺服驱动器为速度、电流闭环的功率驱动元件,光电编码器担负着检测伺服电机速度和位置的任务。伺服级计算机的主要功能是接受控制级发出的各种运动控制命令,根据位置给定信号及光电编码器的位置反馈信号,分时完成各关节的误差计算、控制算法及d/a转换、将速度给定信号加至伺服组件的控制端子,完成对各关节的位置伺服控制。
管理级计算机采用586工控机(或便携笔记本),主要完成离线编程、仿真、与控制级通讯、作业管理等功能;控制级计算机采用586工控机,。
7.机器人基础知识论文
原发布者:陈世林2
工业机器人论文论文题目:工业机器人的特征与发展学生姓名:2012年11月29日摘摘要:机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而在西周时期,我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人,这是我国最早记载的机器人。进入20世纪后,机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持,一些适用化的机器人相继问世。1959年第一台工业机器人在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。机器人技术及其产品已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与数量,而且保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产率、节约材料消耗以及降低生产成本有着十分重要的意义。工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。关键字:组成控制与编程发展现状国内趋势机器人是一个在三维空间,具有角度自由度的并能实现众拟人动作和功能的机器;工业机器人是能模拟人手臂.手腕和手功能的机电一体化产品,它可以把任意物体或工具按空间位置的识辨要求进行移动可实现工业生产的要求。它们通常配备有机械手、刀具或其他可装配的加工工具,以及能够执行搬运操作与加工制造的任务。工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座
8.寻求一篇有关机器人的论文(5000字左右)
数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。
所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务,包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。 数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现,包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。
从现在的发展来看,外部的通信主要通过宽带接入。intenet,而家庭内部的通信,笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(bluetootlh)无线接入技术。
传统的数字化家庭采用pc进行总体控制,缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人,将此智能机器人视作家庭成员,通过它实现对数字化家庭的控制。
本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计,在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低,功能较为全面,扩展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。
2 智能机器人的总体设计 2.1 智能机器人的多传感器系统 机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1],统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用,可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能;给机器人加上相关的医疗模块(ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件,再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。
智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。 2.2 智能机器人控制系统 机器人控制系统包含2部分:一是上位机,一般采用pc,它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务;二是下位机,一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件,完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。
如果采用多单片机系统作为下位机,每个处理器完成单一任务,通过信息交换和相互协调完成总体系统功能,但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理,而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别,所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。
控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件,由蓝牙无线通信、gsm无线通信(支持gprs)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(rs-232)模块等组成,控制系统框图如图2所示。 (1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动,转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。
(2)采用爱立信(ericsson)公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块,实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。 (3)支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务,采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。
(4)由于tms320c54x只有1个串行口,而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信,所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通;当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时,关断上次无线通信模块的选通,同时选通该次传感器模块。
这样,各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现 智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务: (1)医疗监护 通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测,通过机器人的处理系统提供本地结果。
(2)远程诊断和会诊 通过机器人的视觉和听觉等感觉功能,将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心,由医疗中心的专家进行远程监控,结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊,即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]。 3.1机器人视觉与视频信号的传输 机器人采集的视频信号有2种作用:提供机器人视觉;将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。
机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程: (1)图像获取。
通过视觉传感器(立体影像的ccd camera)将3维环境图像转换为电信号。 (2)图像处理。
图像到图像的变换,如特征提取。 (3)图像理解。
在处理的基础上给出环境描述。 通过视频信号的传输,远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。
智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像,有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中,对于图像传送有2种不同条件的需求: (1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时,需要传送静态高清晰度彩色图像;采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像。
(2)医生借助。
9.机器人科技论文一千字
2200年,我们的世界变成了一个更加美好的世界,无论你走到哪,都能发现科学技术发展的成果。
中午,我回到家,走进客厅,竟然发现平时只要在家都会每分每秒做着家务、一刻也不肯歇会儿的妈妈与往日不同,正悠闲地懒洋洋地坐在沙发上,还津津有味地看着电视,不时吃几片橘子,似乎没有事情可做似的。旁边放着一个上身粉红色,下身紫红色的机器人。
我仔细打量着它,它的身体匀称、个子不高也不矮,身子笔直笔直的,可精神了!仿佛是一位侍卫兵在那。我又看看房间,整理得井井有条,地板上连一粒灰尘也没有,都可以照出我的影子了,到处都干净极了!使我不得不吃惊地望着妈妈。
“妈妈,你怎么还没做午饭?”我这时才发觉桌子上空荡荡的,只有空气漂浮在上面。 “噢,好的,我马上叫它去做“妈妈瞟了我一眼,打开抽屉,拿出一个有五彩按钮和文字按钮的遥控器。
“它?!”我有些诧异,“客厅里只有我们俩个人呀!” “你看,就是它呀,我昨天才买来的呢,效果不错,还有不少功能呢!”妈妈骄傲地指了指机器人,仿佛机器人是她的什么宝贝似的。那个机器人立即转过身面对着我,像是只要一声令下,他就会立刻去做你想要让他做的事情。
妈妈又低头看看遥控器,眼珠子转来转去,似乎在寻找着什么。忽然,她眼睛一亮,似乎中了什么大奖似的,飞快地按下了一个按钮,那个机器人像是得到了一条圣旨似的,一转身,它便开始在厨房里做饭了。
只见它眼疾手快地从袋子里拿出一捆蔬菜,然后飞快地用刀切开皮筋,“咚咚“地把菜切成一小块,又立即从袋子里拿出几个土豆,用小刀飞快地削掉了皮,并且用刀切成一条一条的……就这样,他一会儿去看看电饭煲里边的饭有没有做好,一会切着菜,动作可敏捷了。看得我眼花缭乱,真没想到机器人竟有如此厉害。
才几十分钟,饭就做好了。它端着菜走到餐桌旁,嘴里还念念有词地说:“今天的菜式黄瓜炒肉、青菜炒蘑菇,还有番茄炒蛋…….请大家用餐。”
它说完,又拿起两只碗,给我和妈妈添了饭。看着这些馋涎欲滴的食物,饥肠辘辘的我早已夹了菜,开始大口大口地吃了起来,衣服上面有油渍也不管了。
有了机器人真好,它不用吃饭,只“吃”电,还有很多功能,真是人类的“好帮手”。
10.关于机器人的论文
最多追加100好吧,怎么都喜欢骗人啊 微型机器人的发展和研究现状 摘要: 微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。
本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。 关键词: 微型机器人; 微驱动器 近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行 器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前 景和军民两用的战略意义。
因此, 作为微机电系统技 术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术 研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有 强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日 本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点 是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空 间医疗微系统和微型工厂。
国内在国家自然科学基 金、863 高技术研究发展计划等的资助下, 有清华大 学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大 学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系 统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。目前国 内对微型机器人的研究主要集中在三个领域[6] : (1) 面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器 人。
(2) 针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器 人。(3) 面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器 人。
1 微型机器人的发展和研究状况 根据国内开展微型机器人研究的实际情况, 我们 着重讨论微型管道机器人、无创伤微型医疗机器人和 特殊作业的微型机器人。 111 微型管道机器人 微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提 出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进 行检测, 维修等作业。
由于与常规条件下管内作业环 境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机 器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按 比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的 行走方式应另辟蹊径。
近年来随着微电子机械技术的 发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合 技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为 现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重 要发展基础[1] 。
日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可 用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作 微小工作。这种机器人可以由管道外面的电磁线圈驱 动, 而无须以电缆供电。
日本东京工业大学和NEC 公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为 Φ2514mm的直管内它的最大运动速度是260mm/ s , 最 大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用 于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的最大 运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动 精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。
国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性 冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人采用 层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器 有层叠型和双压电薄膜两种类型[3] 。图1 所示为双压 电薄膜微小管道机器人其运动机理, 该机器人采用双 压电薄膜驱动器, 相对于单压电薄膜, 增大了驱动 力, 提高了承载能力。
该机构的最大移动速度可以达 到15mm/ s , 具有前进、后退、上升和下降功能。 112 微型医疗机器人的发展 近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进 展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用 领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年 医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部 医疗手术的一半。
因此日本制定了采用“机器人外科 医生”的计划, 并正在开发能在人体血管中穿行、用 于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州 的约翰·霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际 上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置, 吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。
瑞典 科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未 来可移动单一细胞或捕捉细菌, 进而在人体内进行各 种手术。 国内的的许多科研院所主要开展了无创伤微型 医疗机器人的研究, 取得了一些成果。
无损伤医用机 器人主要应用于人体内腔的疾病医疗, 它可以大大减 轻或消除目前临床上使用的各类窥镜、内注射器、内 送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适合及痛 苦。中国科学技术大学在国家自然科学基金的资助下 研制出了基于压电陶瓷驱动的多节蛇行游动腹腔手 术术微型机器人, 该机器人将CCD 摄像系统, 手术 器械及智能控制系统分别安装在微型机器人的端部, 通过开在患者腹部的小口, 伸入腹腔进行手术。
其特 点是响应速度快, 运动精度高, 作用力与动作范围 大, 每一节可实现两个自由度方向上±60°范围内迅 捷而灵活的动作, 图2 所示的是利用腹腔手术机器人 进行手术的场景[5] 。浙江大学也研制出了无损伤医用 微型机器人的原理样机, 该微型机器人以悬浮方式进 入人体内腔(如肠道, 食道) , 可避免对人体内腔有 机组织造成损伤, 运行速度快, 速。
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