机器人毕业设计说明书

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1、1　引言近年来全球家用机器人发展迅猛，联合国日前公布的一份调查显示，到2007年末，家用机器人数量将会上涨6倍，而且随着机器人的普及，其价格将会大幅下降。　从机器人诞生到本世纪80年代初，机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程。到了90年代，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机器人技术也得到了飞速发展。除了工业机器人水平不断提高之外，各种用于非制造业的先进机器人系统也有了长足的进展。服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员。到目前为止尚没有一个严格的定义，不同国家对服务机器人的认识也有一定差异。服务机器人的应用范围很广，主

2、要从事维护、保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。在国内，智能轮椅上已经取得突破性进展，上海交通大学和上海电气集团联合研制出智能轮椅样机。它的人机接口包括操纵杆、鼠标和键盘和触摸屏等，传感器系统包括视觉、声纳传感器环、红外传感器环和碰撞传感器，能够实现避障、避碰、防跌、沿墙走、主人跟随、过门、路标导航等多种自主功能。在国内，智能轮椅上已经取得突破性进展，上海交通大学和上海电气集团联合研制出智能轮椅样机。它的人机接口包括操纵杆、鼠标和键盘和触摸屏等，传感器系统包括视觉、声纳传感器环、红外传感器环和碰撞传感器，能够实现避障、避碰、

3、防跌、沿墙走、主人跟随、过门、路标导航等多种自主功能。医学上把辅助人体、支撑体重、保持平衡和行走的工具通称为助行器[1]。普通的助行器包括拐杖、助步架，是行走困难的老人和残疾人、以及感知困难的视弱和盲人等广泛使用的行走辅助设备。这些普通助行器的功能非常简单，舒适性和安全性有限，如果是下肢完全失控或者上肢力量欠缺的瘫痪患者，则难以倚靠这些简单设备实现站立和行走，更无法帮助老年人和残疾人实现高质量的、独立生活的愿望。近年来，机器人技术，包括运动控制、传感和导航，与上述传统行走辅助设备相结合而成的助行机器人，成为国内外研究热点。助行机器人技术

4、早在国外尤其是美国、日本、韩国等已取得了相当多的研究成果。我国虽然起步比较晚，但自从863计划将先进制造技术领域重点项目“助老/33助残机器人概念样机研究与开发”作为智能机器人的关键技术开展研究以来，也已经取得了初步的成果。下面分别就助行机器人中的机构设计、辅助导航技术等研究现状做一简单综述。机器人主要是用来支撑用户身体，辅助用户行走，并且保证行走安全性和平稳性。设计的主要目的是：满足采用人体工学的机构优化设计，材料轻型化，并且实现机构的便携性。助行机器人的底盘是整个机器人机构设计的基本机构，是安装助行机器人电机以及其他各个部件的整体支

5、撑，它接受电机的动力，主要实现在不同路面下正常行走。底盘行走机构主要包括前轮驱动机构、后轮驱动机构以及四轮驱动机构。332　总体方案的论述２.１方案的选择根据本课题的特征，可选择三种方案。方案一、设计一个灵巧机械手，另外在市场上购买一个自动控制的轮椅。把机械手固定在轮椅上。这种方案的优点是：该机器人能够拿持各种复杂的物体，并具有很强的灵活性。缺点是：机械手的灵巧性越高，越难设计。设计完成之后，它的可用性难于预料。对于大学来说，该方案的缺点是非常突出的。方案二、设计一个行走机构，即、智能轮椅。在市场上买一个智能机械手，它它装在行走机构上，

6、组成一个家用保安机器人。该方案的缺点是，他的设计过于简单，难于达到应有的工作量。方案三、设计一个简单的智能机械手，再设计一个行走机构，把两个机械手固定在行走机构上。该方案的特点是：设计较难，适合做毕业设计。经过分析选择方案三。２.2机械手的描述方案三的机械手部分有4个自由度，所以又四个关节。肩关节有2个关节构成。一个是纵关节，它固定在机器人的肩部，紧接着接上第二个关节，它是一个横关节。接下来，在横关节的输出端接上机械手的大臂管件。在大臂管件的另一端接上一个横关节，作为肘关节，肘关节是一个横关节。然后，在肘关节的输出端接上一个小臂管件，在

7、小臂管件的另一端接上一个横关节，它作为一个腕关节。在它的输出端街上一个假手。机械手的4个关节归结起来，就是要设计一个横关节和一个纵关节。该机械手能抓握的最大重量为2千克。也就是说，机械手不管在什么位置，它都能提起2千克的重量。肩关节的中心到肘关节中心的距离为600毫米，肘关节的中心到腕关节的中心距离为600毫米。33该机械手能实现与人的手类似的功能，它的活动范围广，能为儿童玩耍下小球，递送玩具等功能。也可为老人递送出水等功能。２.3行走机构的描述行走机构大多数零件和重要部件都是采用市场上已有的。行走机构采用三轮式，它具有良好的稳定性。前

8、轮是一个万向轮，它能在市场上买到。后两轮分别独立驱动，它能实现最大限度的转弯。他们选用可配电子无级调速电机驱动。２.4机器人其它部位的描述在机器人的头部预设4个摄像头，用于观察环境。在机器人的胸部装上触摸屏