武术仿人机器人

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1、课程设计报告课程名称机电一体化课程设计课题名称少林十八铜人阵专业机械电子工程班级0801学号30231635姓名黄雪姣、晁云花、周旋、曾巧指导教师陈小异刘军安2011年12月20日任务书一、基本任务及要求：机器人设计是机电一体化系统设计的主要课题研究方向，群组机器人设计代表了机器人设计的较高阶段，是对机电一体化知识的系统应用与能力考核。少林十八铜人阵课题设计，需要综合应用大学所学的《机械制图》、《机械原理》、《机械设计》、《材料力学》、《理论力学》、《机械控制工程》、《机电一体化系统设计》、《微机接口技术》《检测与诊断》、《机器人技术》等课程，同时使学生能通

2、过运用所学知识解决实际问题，掌握分析、处理和解决问题的方法、步骤并为毕业设计打下基础。通过此次设计还应达到以下具体要求：1、了解机电一体化系统设计原理，机器人设计原理及基础知识，熟悉机器人基本机构设计及控制原理；2、通过分9组，分别完成8个机器人武术动作设计（要求每个机器人能单独完成3~4个武打动作，动作要流畅，不能有运动干涉及自锁现象）；3、其中1组进行机器人系统的整体布局和阵法变换设计，完成8个机器人的布阵、阵形变换和收阵的机电系统及控制设计；其中要考虑机器人动平衡、路径控制、干涉、互锁、自锁等。4、通过设计说明书的编写训练使学生掌握工程技术文件的编写。

3、二、进度安排及完成时间：1、下达设计任务，查资料，分析课题，确定系统的总体方案3天2、分组课题设计方案的选择与拟定，详细机械设计及控制设计方案的设计、计算与验算7天3、根据分工，进行各自部分的设计、调试、运行，直至正确无误2天4、按格式编写设计说明书（12页以上）、制作存储介质（分组刻盘）资料汇总，答辩3天推荐资料：仿生机器人、智能机器人、高级控制工程、自动控制；参考书目：工业机械手设计基础；工业机械手提高；工业机械手设计；工业机器人与机器人学目录1前言1.1仿人机器人的概念………………………………………………………11.2国内外研究状况及发展状况……………

4、………………………………11.2.1国内研究现状…………………………………………………………11.2.2国外研究现状…………………………………………………………21.3发展趋势…………………………………………………………………21.4本课题要解决的主要问题及解决方案…………………………………32总体方案设计………………………………………………………………42.1机械部分的设计…………………………………………………………42.1.1头部机构的设计………………………………………………………52.1.2手臂机构的设计………………………………………………………52.

5、1.3转身机构的设计………………………………………………………62.1.4弯腰机构的设计………………………………………………………72.1.5腿部机构的设计………………………………………………………92.1.6材料与型材的选择……………………………………………………102.2电机的选择………………………………………………………………112.3机器人驱动装置的设计…………………………………………………122.3.1肩部电机的选择………………………………………………………132.3.2肘部电机的选择………………………………………………………142.3.3头部和腿

6、部电机的选择………………………………………………142.4机器人动作分析………………………………………………………142.4.1人体运动数据的提取…………………………………………………152.4.2人-机简化模型建模……………………………………………………152.4.3求解人-机简化模型关节节点空间坐标………………………………162.4.4仿人机器人关节角解算………………………………………………172.4.5仿人机器人动作生成………………………………………………183电气部分……………………………………………………………………194硬件电路设计…………………

7、……………………………………………214.1关节运动控制的硬件设计………………………………………………214.1.1主控MCU………………………………………………………………214.1.2电机驱动电路…………………………………………………………214.2光电编码器………………………………………………………………234.3开关………………………………………………………………………244.4单片机控制系统…………………………………………………………254.5信号隔离模块……………………………………………………………264.6锁存器74HC595模块…………………

8、…………………………………274.7传感器硬件设计…