教学机器人(doc毕业设计论文)

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1、摘要随着机器人技术的飞速发展，工业机器人的应用领域正在不断的扩大，对教育培训部门提出了新的要求，为提高机器人教学的水平，我们研制了一套以实验教学为目的的机器人演示系统。本文阐述了机器人的发展历程，国内外的应用现状，及其巨大的优越性，提出具体的机器人设计要求，进行了本演示系统的总体方案设计和各自由度具体结构设计、计算；对演示系统的控制部分的研制，其中包括：进电机开环控制；光电码盘为反馈元件的，以PWM型功放电路为驱动器的直流电机闭环控制；以89C51单片机为核心，实现演示系统的键盘管理和LCD显示，并以单CPU分时控制形式，实现机器人运动的点位控制方式。最后设计制定出利用本演示系统所开设的几个实

2、验的指导书。关键字：教学机器人、结构设计、闭环控制、演示实验AbstractWiththedevelopmentofrobottechnology,thecontinualexpansionofapplicationofindustrialrobotspresentsnewrequire-mentsbeforeeducationandtrainingagencies.Wehavedevelopedarobotdemonstrationsystemforexperimentsintrainingtoimprovetheteachingeffectof“RobotTeaching”.Firstly

3、,thispaperdiscussesthedevelopmentcourse,thestudybothindemesticandinexternal,thesignificantadvantagesofrobotandthengivesthesupportingsourceofthestudyandthetechnicalrequirements,Secoundly,thispaperdiscussestheoveralldesignandcalculationoneachdegreeoffreedom，andaboutthestudyonthecontrolpartoftheTrainin

4、gRobotsystem,whichincludestheopen-loopcontrolofthesteppingmotor,thedigitalclosed-loopcontroloftheDCmotorwithanoptical-electricalencoderasfeedbackcellandthePWMpoweramplifierasdriver.ThekeyboardmanagementandtheLCDdisplayisbasedona89C51singalplatecomputer.ItisachievedinpointtopointcontrolbyasingalCPUwi

5、thsharetime.Attheend,itpresentsguidancestosomeexperimentsonthedemonstrationsystem.Keywords:TrainingRobot、StructureDesign、Closed-LoopControl、DemonstratingExperiment.目　　录摘要1Abstract2第1章绪论11.1机器人概述11.1.1机器人的诞生与发展11.1.2国内发展状况21.1.3国外机器人发展趋势31.2机器人产业对教育、培训的要求及本课题的提出3第2章总体设计方案52.1总体设计的思路52.2总体方案的确定52.2.1坐

6、标形式的选择62.2.2驱动系统的类型选择62.2.3各部位传动机构的确定62.2.4外形尺寸和运动范围的确定72.2.5控制系统的确定7第3章结构设计及计算93.1手部夹持器的结构设计93.1.1概述93.1.2手部的结构和手指形状的确定93.1.3手部驱动力的计算和电机的选择103.2腕部结构设计133.2.1概述133.2.2腕部结构设计143.3臂部及机身（底座）的设计计算183.3.1概述183.3.2结构设计计算19第4章控制系统设计254.1控制系统方案的确定254.1.1控制方案的确定254.1.2驱动方式的确定254.1.3控制系统类型的确定254.1.4步进电机控制方式的确

7、定264.1.5直流电机控制方式的确定264.1.6键盘及显示方式的确定264.2演示系统的组成264.3驱动电路的研制294.3.1恒流源型步进电机驱动电路的研制294.3.2双极型PWM直流力矩电机的驱动电路的研制314.3.3光电码盘的选择和辩向电路的研制，334.3.4直流电机的闭环控制系统的研制。364.3.5以单片机为核心的机器人控制系统的研制36第5章技术经济分析46第6章教学机器人