第一篇：機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案

機(jī)器人

機(jī)器人是眾所周知的一種高新技術(shù)產(chǎn)品，然而，“機(jī)器人”一詞最早并不是一個(gè)技術(shù)名詞，而且至今尚未形成統(tǒng)一的、嚴(yán)格而準(zhǔn)確的定義。“機(jī)器人”最早出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)20年代初期捷克的一個(gè)科幻內(nèi)容的話劇中，劇中虛構(gòu)了一種稱為Robota（捷克文，意為苦力、勞役）的人形機(jī)器，可以聽從主人的命令任勞任怨地從事各種勞動(dòng)。實(shí)際上，真正能夠代替人類進(jìn)行生產(chǎn)勞動(dòng)的機(jī)器人，是在20世紀(jì)60年代才問世的。伴隨著機(jī)械工程、電氣工程、控制技術(shù)以及信息技術(shù)等相關(guān)科技的不斷發(fā)展，到20世紀(jì)80年代，機(jī)器人開始在汽車制造業(yè)、電機(jī)制造業(yè)等工業(yè)生產(chǎn)中大量采用。現(xiàn)在，機(jī)器人不僅在工業(yè)，而且在農(nóng)業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療、旅游、空間、海洋以及國防等諸多領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用。

一、機(jī)器人的發(fā)展史

機(jī)器人的歷史并不算長，1959年美國英格伯格和德沃爾(Devol)制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，機(jī)器人的歷史才真正開始。

由英格伯格負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)機(jī)器人的“手”、“腳”、“身體”，即機(jī)器人的機(jī)械部分和完成操作部分；由德沃爾設(shè)計(jì)機(jī)器人的“頭腦”、“神經(jīng)系統(tǒng)”、“肌肉系統(tǒng)”，即機(jī)器人的控制裝置和驅(qū)動(dòng)裝置。它成為世界上第一臺(tái)真正的實(shí)用工業(yè)機(jī)器人。這種機(jī)器人外形有點(diǎn)像坦克炮塔，基座上有一個(gè)大機(jī)械臂，大臂可繞軸在基座上轉(zhuǎn)動(dòng)，大臂上又伸出一個(gè)小機(jī)械臂，它相對大臂可以伸出或縮回。小臂頂有一個(gè)腕子，可繞小臂轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行俯仰和側(cè)搖。腕子前頭是手，即操作器。這個(gè)機(jī)器人的功能和人手臂功能相似。

此后英格伯格和德沃爾成立了“Unimation”公司，興辦了世界上第一家機(jī)器人制造工廠。第一批工業(yè)機(jī)器人被稱為“尤尼梅特(UNIMATE)”，意思是“萬能自動(dòng)”。他們因此被稱為機(jī)器人之父。

1962年美國機(jī)械與鑄造公司也制造出工業(yè)機(jī)器人，稱為“沃爾薩特蘭(VERSTRAN)”，意思是“萬能搬動(dòng)”。

”尤尼梅特”和“沃爾薩特蘭”就成為世界上最早的、至今仍在使用的工業(yè)機(jī)器人。

二、機(jī)器人的分類

機(jī)器人根據(jù)其應(yīng)用方式的不同可分為以下幾類：

家務(wù)型機(jī)器人：能幫助人們打理生活，做簡單的家務(wù)活。

操作型機(jī)器人：能自動(dòng)控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個(gè)自由度，可固定或運(yùn)動(dòng)，用于相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)中。

程控型機(jī)器人：按照預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機(jī)器人的機(jī)械動(dòng)作。如機(jī)器人鬧鐘。

示教再現(xiàn)型機(jī)器人：通過引導(dǎo)或其它方式，先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。

數(shù)控型機(jī)器人：不必使機(jī)器人動(dòng)作，通過數(shù)值、語言等對機(jī)器人進(jìn)行示教，機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)。

感覺控制型機(jī)器人：利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動(dòng)作。

適應(yīng)控制型機(jī)器人：能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行動(dòng)。

學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人：能“體會(huì)”工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。

智能機(jī)器人：以人工智能決定其行動(dòng)的機(jī)器人。

三、機(jī)器人的主要部件

雖然機(jī)器人的機(jī)械、電氣和計(jì)算的結(jié)構(gòu)千差萬別，但大多數(shù)有四個(gè)共同的主要部件：（1）機(jī)械手（機(jī)械單元）；（2）一個(gè)或一個(gè)以上的傳感器；（3）控制器（大腦）；（4）動(dòng)力源。

（一）機(jī)械手

它是機(jī)器人的工作裝置，以關(guān)節(jié)連在一起的許多連桿集合體，形成開環(huán)的運(yùn)動(dòng)學(xué)鏈系，包括齒輪、聯(lián)軸器等。它在各個(gè)方向都能運(yùn)動(dòng)，而這些運(yùn)動(dòng)認(rèn)為是機(jī)器人在“做工”。

按關(guān)節(jié)—連桿結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的機(jī)械手，一般有三個(gè)主要結(jié)構(gòu)部件，即臂、腕和手。除大多數(shù)機(jī)械手還含有使各種機(jī)械部件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的裝置，這些裝置稱為驅(qū)動(dòng)部件，可以是氣動(dòng)的、液壓的或電動(dòng)的。它們總是直接或間接地與臂的不同機(jī)械連桿或關(guān)節(jié)（軸）連結(jié)在一起。在間接連結(jié)的情況下，可以使用齒輪、皮帶、鏈條、諧波驅(qū)動(dòng)裝置或絲杠來傳動(dòng)。

傳感器

傳感器將有關(guān)機(jī)械手的信息傳遞給機(jī)器人的控制器。信息傳遞可連續(xù)進(jìn)行，或在預(yù)定動(dòng)作終了時(shí)進(jìn)行。

近代機(jī)器人所用的傳感器可分為視覺和非視覺兩大類。視覺類包括光導(dǎo)攝像管、電荷耦合器件或電荷注入器件、TV攝像機(jī)。非視覺類包括限位開關(guān)、位置傳感器、速度傳感器以及力和觸覺傳感器。它們用于跟蹤、目標(biāo)識(shí)別或目標(biāo)捕獲。

（三）控制器

機(jī)器人的控制器一般執(zhí)行三個(gè)功能：

1、使機(jī)械手各部件按規(guī)定程序在規(guī)定的點(diǎn)開始和結(jié)束動(dòng)作；

2、將位置和程序的信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；

3、是機(jī)器人通過裝在工作區(qū)域的傳感器了解“外部”環(huán)境并相互聯(lián)系。機(jī)器人控制器一般有以下幾種：

簡單步驟順序控制器；

啟動(dòng)邏輯系統(tǒng)；

電子程序控制器；

微型計(jì)算機(jī)；

小型計(jì)算機(jī)。

（四）功率變換單元

它為機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)部件供給必需的能量，對于伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是功率放大器，對于氣動(dòng)或液壓設(shè)備，可以是裝在遠(yuǎn)處的壓縮機(jī)。

機(jī)器人的應(yīng)用

（一）焊接

焊接作業(yè)是機(jī)器人的主要用途之一。現(xiàn)代機(jī)器人主要應(yīng)用于兩類性質(zhì)的焊接作業(yè)，即點(diǎn)焊和弧焊。對于點(diǎn)焊作業(yè)，一般情況下機(jī)器人所夾持的的焊接工具都大而重，通常還要求機(jī)械手具有大的活動(dòng)范圍。對于弧焊，它經(jīng)常用于焊接形狀不規(guī)則的或較寬的焊縫。該機(jī)器人焊機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是發(fā)弧時(shí)間能夠嚴(yán)格控制。

（二）噴漆

由于可能發(fā)生火災(zāi)，霧狀漆還會(huì)摯愛，人不適宜從事噴漆作業(yè)，因此，噴漆作業(yè)是機(jī)器人的特有用途。一般由優(yōu)秀的噴漆師給噴漆機(jī)器人編程，他的動(dòng)作由一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器人模仿出來。

（三）零部件的裝卸和傳送

將零部件或物體從某一位置移到工作區(qū)的另一個(gè)位置，是機(jī)器人的最常見的用途之一。在金屬加工中，一種常見的任務(wù)是熱壓加工。因?yàn)橐笕嗽诩訜岬母G爐、沖壓床、車間或手搖鉆床附近工作，這樣的工作有危險(xiǎn)。而機(jī)器人能耐高溫環(huán)境，程序編好了就可以防止與其他機(jī)加工工具碰撞。

（四）零部件的組裝

人可以利用眼—手的良好協(xié)調(diào)動(dòng)作，再加上觸覺，將一組不同的零件組裝起來制成成品或半成品，但組裝工作令人感到乏味，故組裝作業(yè)是機(jī)器人的一項(xiàng)誘人的用途。

在某些組裝作業(yè)中，機(jī)器人腕部的柔順性顯得特別重要。例如，將軸或桿插在小孔里。為了預(yù)防桿被卡住，在端部操縱裝置和機(jī)器人的腕部法蘭之間常用一個(gè)遠(yuǎn)距定心柔性裝置（RCC）。另一方面，可利用力覺或觸覺的反饋信號獲得良好的外部感知能力。

（五）磨削

磨削機(jī)器人主要的用途有除焊珠、修整表面，打毛刺等。在這些磨削用途中，被加工的部件尺寸常有誤差，需要傳感器的信息使機(jī)器人能精確地“感知”到零部件真實(shí)的外形輪廓。

（六）其他用途

五、國內(nèi)外機(jī)器人的發(fā)展

美國作為機(jī)器人的誕生地，基礎(chǔ)雄厚，技術(shù)先進(jìn)現(xiàn)已成為世界上的機(jī)器人強(qiáng)國之一。其機(jī)器人技術(shù)全面、先進(jìn)，適應(yīng)性也很強(qiáng)。具體表現(xiàn)在：

性能可靠，功能全面，精確度高；

機(jī)器人語言研究發(fā)展較快，語言類型多、應(yīng)用廣；

智能技術(shù)發(fā)展快，其視覺、觸覺等人工智能技術(shù)已在航天、汽車工業(yè)中廣泛應(yīng)用； 高智能、高難度的軍用機(jī)器人、太空機(jī)器人等發(fā)展迅速。

日本工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在很短的時(shí)間內(nèi)迅速發(fā)展起來，一躍成為“工業(yè)機(jī)器人王國”，日本在工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)，出口和使用方面都居世界榜首，日本工業(yè)機(jī)器人的裝備量約占世界工業(yè)機(jī)器人裝備量的60%。

德國工業(yè)機(jī)器人的總數(shù)世界第三位，僅次于日本和美國，德國智能機(jī)器人的研究和應(yīng)用在世界上處于領(lǐng)先地位。除了像大多數(shù)國家一樣，將機(jī)器人主要應(yīng)用在汽車工業(yè)之外，突出的一點(diǎn)是德國在紡織工業(yè)中用現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)改造原有企業(yè)。與此同時(shí)，德國看到了機(jī)器人等先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)的作用，提出了1985年以后要向高級的、帶感覺的智能型機(jī)器人轉(zhuǎn)移的目標(biāo)。經(jīng)過近十年的努力，其智能機(jī)器人的研究和應(yīng)用方面在世界上處于公認(rèn)的領(lǐng)先地位。

（二）國內(nèi)的現(xiàn)狀

同全球主要的機(jī)器人大國相比，中國工業(yè)機(jī)器人起步較晚，而真正大規(guī)模進(jìn)入商用僅是在近幾年。中國工業(yè)機(jī)器人從無到有，從下到大，發(fā)展迅速。已生產(chǎn)出部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件。

但是，我國在機(jī)器人的發(fā)展中也存在很多問題，如：

我國對機(jī)器人的認(rèn)識(shí)缺乏缺乏國家層次統(tǒng)一的發(fā)展規(guī)劃和戰(zhàn)略目標(biāo)指導(dǎo) 研究成果不能在有限制的范圍內(nèi)共享

部分關(guān)鍵零部件依賴進(jìn)口

作為一個(gè)機(jī)器人起步較晚相對技術(shù)有比較落后的國家，我們更應(yīng)該大力發(fā)展機(jī)器人。根據(jù)我國的國情可以看出，我國作為一個(gè)人口大國，人力資源豐富，相對于產(chǎn)品的成本來說更具競爭力。

七、結(jié)語

作為一個(gè)正在崛起中的強(qiáng)國，不能在機(jī)器人這么一個(gè)環(huán)節(jié)上落后于其他國家。和其他機(jī)器人大國相比起來可以深刻的認(rèn)識(shí)到我們的差距是很大的。從國家來說，應(yīng)該大力扶植這些高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，作為每一個(gè)公民都應(yīng)該了解到機(jī)器人的發(fā)展對我們國家來說的重要意義。

參考文獻(xiàn)：

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第二篇：機(jī)器人課程設(shè)計(jì)方案

“機(jī)器人”科目設(shè)計(jì)方案

背景分析

機(jī)器人是現(xiàn)代工業(yè)中的重要分支，它涉及到機(jī)器人制造中的各個(gè)領(lǐng)域，如自主行為控制、人工智能、動(dòng)態(tài)管理、機(jī)械設(shè)計(jì)等，在一定程度上代表著一個(gè)國家工業(yè)的尖端水平，機(jī)器人主要分為工業(yè)機(jī)器人、蛇形機(jī)器人、輪式移動(dòng)機(jī)器人和智能機(jī)器人。他們能在人們所處的現(xiàn)實(shí)環(huán)境中工作；能使用人們所用的工具；以及一系列傳感器信號的處理。機(jī)器人的技術(shù)組成機(jī)器人由機(jī)械部分、傳感部分、控制部分三大部分組成．這三大部分可分成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機(jī)器人環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)、控制系統(tǒng)六個(gè)子系統(tǒng)。

我校具有一定的機(jī)器人中一些優(yōu)秀的輔導(dǎo)師資力量，也擁有一定的開始機(jī)器人興趣課程的歷史，在前幾年的機(jī)器人教學(xué)嘗試過程中積累了一定的有關(guān)機(jī)器人教學(xué)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，完善機(jī)器人教學(xué)，并形成了一系列機(jī)器人教學(xué)的教學(xué)體系。

現(xiàn)在評價(jià)學(xué)生一個(gè)能力已經(jīng)不僅僅是看學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，而更多看重的是學(xué)生的綜合素質(zhì)，而機(jī)器人的課程就是旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合科學(xué)素養(yǎng)所開展的，本課程以傳統(tǒng)課程上所沒有的動(dòng)手活動(dòng)和理論學(xué)習(xí)模式相結(jié)合的模式，在豐富多彩的教學(xué)活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，團(tuán)隊(duì)配合能力和科學(xué)探索精神。

科目簡介

本課程是以機(jī)器人介紹和制作為主，主要通過介紹現(xiàn)代機(jī)器人的發(fā)展和自己動(dòng)手制作幾個(gè)簡單的機(jī)器人為主要內(nèi)容，通過機(jī)器人的制作培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，通過制造機(jī)器人時(shí)的分組培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，通過將機(jī)器人以一定目的進(jìn)行改造培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，通過機(jī)器人的比賽養(yǎng)成一定的競爭意識(shí)。

學(xué)習(xí)目標(biāo)

一、知識(shí)與技能

1、初步了解機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(shí)，知道機(jī)器人的發(fā)展歷史，了解現(xiàn)在機(jī)器人的現(xiàn)狀

2、掌握一些簡單的機(jī)器的搭建，能過手腦并用，模仿創(chuàng)造

3、了解一些基本的機(jī)器編程知識(shí)，掌握一定的智能機(jī)器人的搭建和編程知識(shí)

二、過程與方法

1、通過小組合作制作機(jī)器人的過程養(yǎng)成學(xué)生的合作交流能力

2、通過對已有的機(jī)器人的進(jìn)行給予一定目的的改造，養(yǎng)成一定的科學(xué)創(chuàng)新能力

三、情感態(tài)度價(jià)值觀

1、在機(jī)器人的競賽中體會(huì)成功的喜悅，感受競爭意識(shí)

2、通過對現(xiàn)代機(jī)器人知識(shí)的了解，養(yǎng)成熱愛科學(xué)的精神

3、通過對于機(jī)器人的改造，體會(huì)科學(xué)創(chuàng)造的熱趣 內(nèi)容框架

“機(jī)器人”科目內(nèi)容框架

篇目 基礎(chǔ)篇 主題名稱

第一章：機(jī)器人總覽

內(nèi)容要點(diǎn)

第一章的主要目的是向

1、現(xiàn)代機(jī)器人的發(fā)展和介紹（1課時(shí)）學(xué)生介紹現(xiàn)代機(jī)器人的2、人類的朋友——觀看電影《霹靂5號》（2課時(shí)）

有關(guān)知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生對于這門課程的興趣，通過對機(jī)器人的現(xiàn)在趨勢介紹和電影觀看產(chǎn)生對機(jī)器人這門課程的興趣

制造篇 第二章：機(jī)器人制造

1、競速四腳機(jī)器人制造（2課時(shí)）

第二章的主要內(nèi)容是對簡單的機(jī)器人的制造，主

2、競速四腳機(jī)器人競速比賽（1課時(shí)）要是制造四腳和六腳兩

3、六腳機(jī)器人制造（2課時(shí)）

4、六腳機(jī)器人爬坡比賽（1課時(shí)）

5、六腳機(jī)器人手搖發(fā)電機(jī)動(dòng)力負(fù)重比賽（1課時(shí)）

創(chuàng)造篇 第三章：機(jī)器人的改造

第三章的內(nèi)容主要是是個(gè)機(jī)器人和有關(guān)的比賽

1、將直走的四腳機(jī)器人改造為走曲線對四腳機(jī)器人的一些改的機(jī)器人（2課時(shí)）

造，通過討論和和交流讓

2、四腳機(jī)器人曲線競速比賽（1課時(shí)）學(xué)生能自己思考解決方

3、四腳機(jī)器人保齡球比賽（2課時(shí)）案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意思

和解決問題的能力

智能篇 第四章：智能機(jī)器人編程介紹

1、介紹樂高智能機(jī)器人編程講解（2課時(shí)）

本章主要基于樂高智能機(jī)器人編程實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生簡單接觸機(jī)器人編程的基本知識(shí)和基本技能

未來篇 第五章：暢想未來

第五章主要讓學(xué)生自己

1、總結(jié)交流，暢想未來的機(jī)器人藍(lán)圖交流，總結(jié)本課程學(xué)習(xí)過（1課時(shí)）

程中的收獲，交流經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)得失

科目實(shí)施

一、實(shí)施對象 初中六、七年級學(xué)生

二、組織策略

采取自主報(bào)名的方式，同學(xué)自主報(bào)名參加機(jī)器人的課程，在課程中一4-5人為一組組成小組來完成機(jī)器人的搭建，創(chuàng)造。

三、學(xué)習(xí)方式

1、情景創(chuàng)設(shè)

這一部分主要是為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)對機(jī)器人發(fā)展的前景創(chuàng)設(shè)，為學(xué)生了解機(jī)器人的發(fā)展提供一個(gè)平臺(tái)，讓學(xué)生能夠知道，了解現(xiàn)代機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，并對機(jī)器人的原理，機(jī)制產(chǎn)生興趣，愿意去對機(jī)器人這一項(xiàng)目進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)，對搭建機(jī)器人產(chǎn)生興趣

2、動(dòng)手實(shí)踐

這一部分是這門科目的重點(diǎn)內(nèi)容，這一部分的內(nèi)容主要結(jié)合松江區(qū)中小學(xué)機(jī)器人大賽的相關(guān)器材和項(xiàng)目讓學(xué)生以小組為單位在已有材料的基礎(chǔ)上搭建機(jī)器人的已完成相關(guān)的目的，在小組合作的基礎(chǔ)上，用自己的學(xué)習(xí)和創(chuàng)造能力，模仿老師給予的機(jī)器人模型利用材料來完成兩個(gè)分別是四腳和六腳的機(jī)器人，同時(shí)開發(fā)自己的想象力，在一定的規(guī)定下對機(jī)器人進(jìn)行改造，是機(jī)器人能更好的完成所需要完成的任務(wù)。在完成了已有的任務(wù)的過程之后，老師還會(huì)對學(xué)生提出一定的要求，要求學(xué)生對現(xiàn)有的機(jī)器人進(jìn)行改造，使學(xué)生用同樣的機(jī)器人部件，進(jìn)過改

進(jìn)和設(shè)計(jì)，來完成其他不同的任務(wù)。

3、機(jī)器人競賽

本部分的任務(wù)是針對學(xué)生的已經(jīng)完成的機(jī)器人進(jìn)行測試，讓學(xué)生以小組為單位，針對機(jī)器人設(shè)計(jì)的要求，來對機(jī)器人搭建的完成情況來進(jìn)行測試和比賽，同時(shí)增加學(xué)生的競爭意識(shí)

科目評價(jià)

一、評價(jià)內(nèi)容

1、知識(shí)方面

對現(xiàn)代機(jī)器人的發(fā)展有一定的認(rèn)識(shí)，知道機(jī)器人的設(shè)計(jì)原理 知道一些智能機(jī)器的編程方式

2、技能方面

能否掌握2種機(jī)器人的搭建方式和制作技巧 掌握通過知識(shí)原理對機(jī)器人進(jìn)行小許改造的能力 掌握一定的探究機(jī)器人搭建操作的能力

3、情感態(tài)度價(jià)值觀

能否進(jìn)行有效的小組合作來完成任務(wù) 能否建立起對現(xiàn)代工業(yè)科技并發(fā)揚(yáng)科學(xué)的精神

二、評價(jià)方式

1、競賽名次

通過機(jī)器人的完成任務(wù)情況的完成的完成度來確定名次

2、教師點(diǎn)評

有教師談些適當(dāng)?shù)募?lì)性的評語

設(shè)計(jì)人：二中初中 顧匯礽

第三篇：《果園機(jī)器人》教學(xué)設(shè)計(jì)方案

《果園機(jī)器人》

陳艷

石泉饒峰中心小學(xué)

一、概述

·義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)教科書人教版語文三年級下冊的第24課。

·本篇課文所需課時(shí)為1課時(shí)，40分鐘，本節(jié)課是第一課時(shí)。

·《果園機(jī)器人》是一篇安排在三年級下學(xué)期第六組里的課文，在本組課文的編排中，編者意在讓學(xué)生知曉科技成果，讓學(xué)生留心科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展。《果園機(jī)器人》重在向我們讀者介紹果園機(jī)器人的聰明能干和有趣，課文講在果園的機(jī)器人，能把成熟的果子從樹上摘下來，整齊地裝箱，運(yùn)到指定的地方。同時(shí)，這些機(jī)器人只撿掉在地上的水果“吃”，自我充電，不停地工作。課文中果園機(jī)器人各種特性的介紹，是隨果園生產(chǎn)需要的變化一步步體現(xiàn)出來的。課文能激發(fā)學(xué)生對機(jī)器人世界和科技的興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立閱讀的能力。

這是一篇能體現(xiàn)電腦神奇的文章，所寫的內(nèi)容極為有趣。文章中的機(jī)器人服務(wù)于豐收的果園中，它們能把成熟的果子從樹上摘下來，整齊地裝箱，運(yùn)到指定的地方。有趣的是，這些機(jī)器人只撿掉在地上的水果“吃”，自我充電，不停地工作。

文章的敘述方式也很有特色。文中果園機(jī)器人各種特性的介紹，是隨果園生產(chǎn)需要的變化一步步體現(xiàn)出來的。水果豐收，果農(nóng)忙不過來了，于是需要機(jī)器人幫忙；果園很大，機(jī)器人不好拖著電線工作，用電池也不方便，于是又想讓果園機(jī)器人“吃”園中掉在地上的水果，自我充電。這樣的敘述一方面使得果園機(jī)器人特點(diǎn)的介紹有層次，另一方面也體現(xiàn)了生產(chǎn)需求是科技的發(fā)展動(dòng)力，學(xué)生讀后會(huì)得到有益的啟示。

·教學(xué)本課，通過學(xué)生自學(xué)，教師引導(dǎo)，了解果園機(jī)器人的有趣設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生對機(jī)器人世界和科技的興趣，繼續(xù)培養(yǎng)獨(dú)立閱讀的能力。

二、學(xué)習(xí)者特征分析

·本節(jié)課的教學(xué)對象是饒峰小學(xué)三年級的學(xué)生，本班學(xué)生共48人，學(xué)生的學(xué)習(xí)水平參差不齊，再加上三年級學(xué)生年齡小，而且是步入獨(dú)立閱讀的初始階段，所以在學(xué)習(xí)知識(shí)、理解課文內(nèi)容和閱讀能力培養(yǎng)時(shí)都還需要老師適時(shí)加以引導(dǎo)和點(diǎn)撥。

三、教學(xué)目標(biāo)分析

1、知識(shí)與技能

·閱讀課文，學(xué)習(xí)本課生字新詞。

·正確流利地朗讀課文，了解果園機(jī)器人的特點(diǎn)和作用。·進(jìn)一步培養(yǎng)獨(dú)立閱讀的能力。

2、過程與方法

·通過自學(xué)，了解課文的主要內(nèi)容，了解文中果園機(jī)器人的工作原理。

3.情感態(tài)度價(jià)值觀

·通過閱讀，激發(fā)學(xué)生對機(jī)器人世界和科技的興趣。

四、重難點(diǎn)，教法與學(xué)法

重點(diǎn)難點(diǎn)：了解機(jī)器人的基本情況，激發(fā)對機(jī)器人的興趣。突破方法：學(xué)生自己質(zhì)疑，自己解決提出的問題，感知機(jī)器人的特點(diǎn)。再結(jié)合關(guān)鍵字句，感受機(jī)器人的有趣，感受到生活和生產(chǎn)的實(shí)際要求是發(fā)明創(chuàng)造的動(dòng)力。

教法：引導(dǎo)法

學(xué)法：質(zhì)疑、自學(xué)、討論、交流

五、教學(xué)資源與工具設(shè)計(jì)

供教師使用的資源：自制電子白板課件； 供學(xué)生使用的資源：課本

六、教學(xué)過程

（一）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入課題

1、激趣導(dǎo)入。２、生質(zhì)疑課題。

（二）走進(jìn)文本，了解果園機(jī)器人

1、閱讀“閱讀提示”明確學(xué)習(xí)要求。

2、學(xué)生自由讀課文，注意讀準(zhǔn)字音，讀通句子，試著解決閱讀提示中提出的問題：“想想課文寫的機(jī)器人是怎樣的？”“哪些地方有趣？”。

3、小組中進(jìn)行交流。交流過程中總結(jié)機(jī)器人是怎樣的。

4、有感情朗讀。

（三）課外拓展，激發(fā)興趣

1、了解發(fā)明果園機(jī)器人的動(dòng)力。

2、因?yàn)樯畹男枰茖W(xué)家發(fā)明了許多種類的機(jī)器人（播放課件）。

3、學(xué)生展示自己設(shè)計(jì)的機(jī)器人，并講解設(shè)計(jì)理由。

（四）小結(jié)本課。板書設(shè)計(jì)：

24*、果園機(jī)器人 聰明能干

第四篇：機(jī)器人

機(jī)器人

爸爸，我作業(yè)寫完了，可以玩電腦嗎？可以。聽完爸爸的這句話，我直奔向電腦，打開電腦。接下來又得要等1分鐘左右，真煩人！我想：要是有電腦機(jī)器人該多好啊！20年后的我就能發(fā)明這種電腦機(jī)器人。

它有兩根又細(xì)又長的天線；方方正正的腦袋；一雙由攝象機(jī)組成的眼睛；三角形的大嘴巴；左側(cè)的耳朵是一個(gè)手機(jī)；而右側(cè)的耳朵是一臺(tái)小巧玲瓏、精致、精美的迷你收音機(jī)。它的肚子上有一臺(tái)特制的電腦與鍵盤。

這種電腦機(jī)器人的是：它只要一打開它，屏幕上就會(huì)自動(dòng)顯示出桌面；而且耗電量少；可以節(jié)約電；它可以防止我們上不良網(wǎng)站、而且，它還可以防止病毒損壞電腦；它可以變得很大很大，也可以變得很小很小，隨身帶在身上。比如，某一家企業(yè)的總經(jīng)理正在某個(gè)地方旅游，玩得正高興，公司就像半路殺來的程咬金，給這位玩得正高興的總經(jīng)理潑了一盆子的冷水，如果這位總經(jīng)理有電腦機(jī)器人的話，就不發(fā)愁了。

第五篇：機(jī)器人工作站

運(yùn)城學(xué)院 設(shè)計(jì)說明書

機(jī)器人工作站

學(xué)

院： 運(yùn)城學(xué)院 團(tuán)隊(duì)名稱：TENGFEI

專

業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

團(tuán)隊(duì)成員： 任曉圓 張志凱 指導(dǎo)教師： 王新海

設(shè)計(jì)說明時(shí)間：二О一四年九月二十一日～十月三十一日

摘要

機(jī)器人工作站是當(dāng)今世界工業(yè)發(fā)展潮流的方向與我國工業(yè)發(fā)展水平相結(jié)合的產(chǎn)物，在自動(dòng)化生產(chǎn)逐漸普及的今天，能夠?yàn)槲覈墓I(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)做出重大貢獻(xiàn)的機(jī)器人工作站就出現(xiàn)了，該工作站由工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)化流水線兩大部分組成，可以實(shí)現(xiàn)360度全方位立體式工作。工業(yè)機(jī)器人通過精確地抓取零件，再通過高精度傳感器的配合，將零件在加工臺(tái)和流水線之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，克服手工操作的枯燥以及多目的地轉(zhuǎn)移的危險(xiǎn)，既降低了人力成本有提高了工作效率。關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人

Abstract Mobile robot workstation is the world's industrial development trend direction with the combination of the level of industrial development in our country, the growing popularity of the automated production today, will be able to make a significant contribution for our country's industrial automation production in mobile robot workstation, the workstation consists of two most industrial robots and automated assembly line, can achieve 360-degree vertical work.Industrial robot by scraping parts accurately, and then by high precision sensor, moving parts between the JiaGongTai and assembly line, to overcome the manual operation of boring and multi-destination transfer risk, is not only reduced labor costs to improve the working efficiency.Keywords: intelligent mobile robot

目錄

第一章緒論.......................................................................................................................................1

1.1 智能機(jī)器人的行業(yè)發(fā)展前景...........................................................................................1 1.2 流水線行業(yè)的發(fā)展前景...................................................................................................1 1.3 本文主要研究的內(nèi)容.......................................................................................................1 第二章機(jī)器人工作站簡介...............................................................................................................2

2.1 機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)...................................................................................................2 2.2 與機(jī)器人有關(guān)的概念.......................................................................................................2 2.3 方案設(shè)計(jì)...........................................................................................................................3 2.3.1 機(jī)器人設(shè)計(jì)方案要求...................................................................................................3 2.3.2機(jī)器人方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析........................................................................................4 2.4流水線方案設(shè)計(jì)與介紹....................................................................................................5 第三章有限元分析...........................................................................................................................7 材料屬性...........................................................................................................................................8 第四章總結(jié).......................................................................................................................................9 4.1 設(shè)計(jì)特色...................................................................................................................................9

4.2 總結(jié)...................................................................................................................................9 4.3心得體會(huì)............................................................................................................................9 參考文獻(xiàn).................................................................................................................................10

1第一章 緒論

1.1 智能機(jī)器人的行業(yè)發(fā)展前景

工業(yè)機(jī)器人是由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)以及夾具等部分組成。工業(yè)機(jī)器人可以通過底座，大臂、小臂和夾具的配合實(shí)現(xiàn)對流水線上的工件的夾取。從而實(shí)現(xiàn)工件在流水線和物料箱之間的轉(zhuǎn)移。它可以大大的提高工作效率，提高工作的精確度，降低物料的損耗實(shí)現(xiàn)高效工作。隨著我國制定機(jī)器人在2020年普及到工廠的計(jì)劃，工業(yè)機(jī)器人必將迎來一個(gè)發(fā)展的春天，這將極大的提升我國工業(yè)化的水平。

1.2 流水線行業(yè)的發(fā)展前景

在社會(huì)快速發(fā)展、競爭激烈的今天，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)工藝成本，最大限度的滿足生產(chǎn)要求將直接決定各企業(yè)工廠能否緊跟社會(huì)腳步，贏得時(shí)間，占領(lǐng)市場甚至將決定企業(yè)的生死存亡。為此，企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化無疑扮演著重要的角色，裝配流水線自動(dòng)化作為工業(yè)自動(dòng)化的一部分，能提高生產(chǎn)效率，降低工藝流程成本，最大限度的適應(yīng)產(chǎn)品變化，提高產(chǎn)品質(zhì)量，它是現(xiàn)代化生產(chǎn)控制系統(tǒng)中的重要組成部分。

1.3馬大測試的發(fā)展前景

隨著智能手機(jī)在全世界范圍內(nèi)的普及，智能手機(jī)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊粋€(gè)組成部分，而手機(jī)中的馬達(dá)質(zhì)量的好壞也就成為了人們對某一品牌的手機(jī)的質(zhì)量好壞的重要的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，所以對于手機(jī)中的馬達(dá)的檢測也就顯得十分重要。

1.4 本文主要研究的內(nèi)容

本文主要以工業(yè)機(jī)器人、馬達(dá)測試工站和自動(dòng)化流水線為對象進(jìn)行研究，分析其結(jié)構(gòu)，結(jié)合其工作原理，設(shè)計(jì)出新的自動(dòng)化機(jī)器，并采用電器控制，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，來完成相應(yīng)的工作。同時(shí)，本文還研究本機(jī)器的運(yùn)動(dòng)情況及受力情況。以及效率問題等生產(chǎn)時(shí)遇到的問題。最重要的是研究其加工流程，以便實(shí)現(xiàn)其規(guī)定功能，并按實(shí)際情況進(jìn)行分析。

第二章 馬達(dá)自動(dòng)化測試工作站簡介

2.1 方案功能設(shè)計(jì)與分析

方案一 采用風(fēng)車型馬達(dá)測試箱布局

該方案占地面積小，可以充分利用車間的空間，但是技術(shù)要求高、成本高 方案二采用左右對稱式馬達(dá)測試箱布局 該方案占地面積大，可以放置的測試站數(shù)量少，不能充分利用工業(yè)機(jī)器人的高自由度的優(yōu)點(diǎn)，效率比較低

方案三 采用環(huán)形陣列型馬達(dá)測試箱分布

該方案占地面積小，可以充分利用工業(yè)機(jī)械手的高自由度的優(yōu)勢，效率高 經(jīng)過對測試站的分布和工廠車間本身可用空間的分析，以及生產(chǎn)商對于設(shè)備成本的要求，我們覺定采用第三種設(shè)計(jì)方案。該方案可以充分利用工廠的空間，減少占地面積，還可以

2.2 與機(jī)器人有關(guān)的概念

以下是本文中涉及到的一些與機(jī)器人技術(shù)有關(guān)的概念。

1.自由度：工業(yè)機(jī)器人一般都為多關(guān)節(jié)的空間機(jī)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)副通常有移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副兩種。相應(yīng)地，以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的關(guān)節(jié)稱為轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。以移動(dòng)副相連的關(guān)節(jié)稱為移動(dòng)關(guān)節(jié)。在這些關(guān)節(jié)中，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)稱為主動(dòng)關(guān)節(jié)。主動(dòng)關(guān)節(jié)的數(shù)目稱為機(jī)器人的自由度。2.機(jī)器人的分類

機(jī)器人分類方法有多種。

(1)按機(jī)器人的控制方法的不同，可分為點(diǎn)位控制型（PTP），連續(xù)軌跡控制型（CP）：（a）點(diǎn)位控制型（Point to Point Control）：機(jī)器人受控運(yùn)動(dòng)方式為自一個(gè)點(diǎn)位目標(biāo)向另一個(gè)點(diǎn)位目標(biāo)移動(dòng)，只在目標(biāo)點(diǎn)上完成操作。例如:機(jī)器人在進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí)的軌跡控制。

（b）連續(xù)軌跡控制型（Continuous Path Control）：機(jī)器人各關(guān)節(jié)同時(shí)做受控運(yùn)動(dòng)，使機(jī)器人末端執(zhí)行器按預(yù)期軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，為此各關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)需要獲得驅(qū)動(dòng)機(jī)的角位移和角速度信號，如機(jī)器人進(jìn)行焊縫為曲線的弧焊作業(yè)時(shí)的軌跡控制。

(2)按機(jī)器人的結(jié)構(gòu)分類，可分為四類：

（a）直角坐標(biāo)型：該型機(jī)器人前三個(gè)關(guān)節(jié)為移動(dòng)關(guān)節(jié)，運(yùn)動(dòng)方向垂直，其控制方案與數(shù)控機(jī)床類似，各關(guān)節(jié)之間沒有耦合，不會(huì)產(chǎn)生奇異狀態(tài)，剛性好、精度高。缺點(diǎn)是占地面積大、工作空間小。

（b）圓柱坐標(biāo)型：該型機(jī)器人前三個(gè)關(guān)節(jié)為兩個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，以q, r, z為坐標(biāo)，位置函數(shù)為P = f(q, r, z),其中，r 是手臂徑向長度，z 是垂直方向的位移，q 是手臂繞垂直軸的角位移。這種形式的機(jī)器人占用空間小，結(jié)構(gòu)簡單。

2（c）球坐標(biāo)型：具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)。以q,f, y 為坐標(biāo)，位置函數(shù)為P = f(q ,f, y)，該型機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)是靈活性好，占地面積小，但剛度、精度較差。

（d）關(guān)節(jié)坐標(biāo)型：有垂直關(guān)節(jié)型和水平關(guān)節(jié)型（SCARA 型）機(jī)器人。前三個(gè)關(guān)節(jié)都是回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，特點(diǎn)是動(dòng)作靈活，工作空間大、占地面積小，缺點(diǎn)是剛度和精度較差。

(3)按驅(qū)動(dòng)方式分類：

按驅(qū)動(dòng)方式可分為：（a）氣壓驅(qū)動(dòng)；（b）液壓驅(qū)動(dòng)；（c）電氣驅(qū)動(dòng)。電氣驅(qū)動(dòng)是 20 世紀(jì)90 年代后機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用最多的驅(qū)動(dòng)方式。它有結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、使用方便、運(yùn)動(dòng)精度高、驅(qū)動(dòng)效率高、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。(4)按用途分類：

可分為搬運(yùn)機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、焊接機(jī)器人、裝配機(jī)器人、切削加工機(jī)器人和特種用途機(jī)器人等。

2.3 方案設(shè)計(jì)

2.3.1 機(jī)器人設(shè)計(jì)方案要求

如前所述，該機(jī)器人用于制造車間物流系統(tǒng)中工件的搬運(yùn)、裝夾和日常生活中的持物、看護(hù)等。能夠固定在移動(dòng)裝置（如AGV）上，以實(shí)現(xiàn)靈活移動(dòng)。要求動(dòng)作靈活，工作范圍大，被夾持物應(yīng)具有多種姿態(tài)，自由度6個(gè)，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

手腕回轉(zhuǎn)速度

V腕回 = 40°/s 手臂伸縮速度

V臂伸 = 50 mm/s 手臂回轉(zhuǎn)速度

V臂回 = 40°/s 手臂升降速度

V臂升 = 50 mm/s 立柱水平運(yùn)動(dòng)速度

V柱移 = 50 mm/s 手指夾緊油缸的運(yùn)動(dòng)速度

V夾 = 50 mm/s 2.3.2 方案功能設(shè)計(jì)與分析

a 機(jī)器人自由度的分配和手臂手腕的構(gòu)形

手臂是執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的主要運(yùn)動(dòng)部件，它用來支承腕關(guān)節(jié)和末端執(zhí)行器，并使它們能在空間運(yùn)動(dòng)。為了使手部能達(dá)到工作空間的任意位置，手臂一般至少有三個(gè)自由度，少數(shù)專用的工業(yè)機(jī)器人手臂自由度少于三個(gè)。手臂的結(jié)構(gòu)形式有多種，常用的構(gòu)形如圖2-1。

本課題要求機(jī)器人手臂能達(dá)到工作空間的任意位置和姿態(tài)，同時(shí)要結(jié)構(gòu)簡單，容易控制。綜合考慮后確定該機(jī)器人具有四個(gè)自由度，其中手臂兩個(gè)自由度。由于在同樣的體積條件下，非關(guān)節(jié)型機(jī)器人比關(guān)節(jié)型機(jī)器人有大得多的相對空間（手腕可達(dá)到的最大空間體積與機(jī)器人本體外殼體積之比）和絕對工作空間，結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)關(guān)節(jié)型機(jī)器人的動(dòng)作和軌跡更靈活，因此該型機(jī)器人采用非關(guān)節(jié)型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)。

32.3.2機(jī)器人方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

各部件組成和功能描述如下：(1)底座部件：

底座部件包括底座、回轉(zhuǎn)部件、傳動(dòng)部件和步進(jìn)電機(jī)等。底座部件固定在流水線上，支持整個(gè)操作機(jī)，步進(jìn)電機(jī)固定在底座上，一級同步帶傳動(dòng)將運(yùn)動(dòng)傳遞到腰部回轉(zhuǎn)軸，同時(shí)起到減速作用。(2)腰部回轉(zhuǎn)部件：

腰部回轉(zhuǎn)部件包括腰部支架、回轉(zhuǎn)軸、支架等。作用是支承大臂部件，并完成腰部回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在腰部支架上固定著驅(qū)動(dòng)大臂和小臂的電機(jī)。(3)大臂部件：包括大臂和傳動(dòng)部件。

(4)小臂部件：包括小臂、減速齒輪箱、傳動(dòng)部件、傳動(dòng)軸等，在小 臂前端（靠近大臂的一端）固定驅(qū)動(dòng)手腕運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)(5)手腕部件：包括手腕殼體和傳動(dòng)軸、機(jī)械接口等(6)末端執(zhí)行器： 為抓取不同形狀、不同材質(zhì)的物體，末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)得開合范圍比較大，為0～30mm。考慮在指尖的平面上貼傳感器片，進(jìn)行力的控制。手爪采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，平行開合機(jī)構(gòu)。

手部是機(jī)械手直接用于抓取和握緊工件或夾持專用工具進(jìn)行操作的部件，它具有模仿人手的功能，并安裝于機(jī)械手手臂的前端。機(jī)械手結(jié)構(gòu)型式不象人手，它的手指形狀也不象人的手指、，它沒有手掌，只有自身的運(yùn)動(dòng)將物體包住，因此，手部結(jié)構(gòu)及型式根據(jù)它的使用場合和被夾持工件的形狀，尺寸，重量，材質(zhì)以及被抓取部位等的不同而設(shè)計(jì)各種類型的手部結(jié)構(gòu)，它一般可分為鉗爪式，氣吸式，電磁式和其他型式。鉗爪式手部結(jié)構(gòu)由手指和傳力機(jī)構(gòu)組成。其傳力機(jī)構(gòu)形式比較多，如滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式……等，這里采用滑槽杠桿式。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)問題 ①應(yīng)具有足夠的握力（即夾緊力）

在確定手指的握力時(shí)，除考慮工件重量外，還應(yīng)考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)，以保證工件不致產(chǎn)生松動(dòng)或脫落。②手指間應(yīng)有一定的開閉角

兩個(gè)手指張開與閉合的兩個(gè)極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。手指的開閉角保證工件能順利進(jìn)入或脫開。若夾持不同直徑的工件，應(yīng)按最大直徑的工件考慮。③應(yīng)保證工件的準(zhǔn)確定位

為使手指和被夾持工件保持準(zhǔn)確的相對位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應(yīng)的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶‘V’形面的手指，以便自動(dòng)定心。④應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度

手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)的影響，要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度以防止折斷或彎曲變形，但應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，自重輕。⑤應(yīng)考慮被抓取對象的要求

應(yīng)根據(jù)抓取工件的形狀、抓取部位和抓取數(shù)量的不同，來設(shè)計(jì)和確定手指的

4形狀。

驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算

1.手指 2.銷軸 3.拉桿 4.指座 圖1 滑槽杠桿式手部受力分析

如圖所示為滑槽式手部結(jié)構(gòu)。在拉桿3作用下銷軸2向上的拉力為P，并通過銷軸中心O點(diǎn)，兩手指1的滑槽對銷軸的反作用力為P1、P2，其力的方向垂直于滑槽中心線OO1和OO2并指向O點(diǎn)，P1和P2的延長線交O1O2于A及B，由于△O1OA和△O2OA均為直角三角形，故∠AOC=∠BOC=α。根據(jù)銷軸的力平衡條件，即

∑Fx=0,P1=P2;∑Fy=0 P=2P1cosα P1=P/2cosα

銷軸對手指的作用力為p1′。手指握緊工件時(shí)所需的力稱為握力（即夾緊力），假想握力作用在過手指與工件接觸面的對稱平面內(nèi)，并設(shè)兩力的大小相等，方向相反，以N表示。由手指的力矩平衡條件，即∑m01(F)=0得

P1′h=Nb 因

h=a/cosα

所以

P=2b(cosα)N/a 式中

a——手指的回轉(zhuǎn)支點(diǎn)到對稱中心線的距離（毫米）。

α——工件被夾緊時(shí)手指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點(diǎn)連線間的夾角。由上式可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力P一定時(shí)，α角增大則握力N也隨之增加，但α角過大會(huì)導(dǎo)致拉桿（即活塞）的行程過大，以及手指滑槽尺寸長度增大，使之結(jié)構(gòu)加大，因此，一般取α=30°~40°。這里取角α=30度。

22.4流水線方案設(shè)計(jì)與介紹

對于本課題來說，裝配流水線系統(tǒng)是一個(gè)較大規(guī)模的工業(yè)控制系統(tǒng)的改造升級新控制裝置需要根據(jù)企業(yè)裝備和工藝現(xiàn)況來構(gòu)成并盡可能用到舊系統(tǒng)中的元件。對于人機(jī)交互方式改造后系統(tǒng)的操作模式應(yīng)盡量和改造前的相類似，以便于

5操作人員迅速掌握。從企業(yè)控制要求中可以看出在新的控制系統(tǒng)中既需要處理模擬量也要處理大量的開關(guān)量，系統(tǒng)的可靠性要高，人機(jī)交互界面友好，應(yīng)具備數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析匯總能力。

裝配流水線是人和機(jī)器的有效組合，最充分體現(xiàn)設(shè)備的靈活性，它將輸送系統(tǒng)、隨行夾具和在線專機(jī)、檢測設(shè)備有機(jī)的組合，以滿足多品種產(chǎn)品的裝配要求。（1）裝配流水線的傳輸方式

裝配流水線的傳輸方式有同步傳輸?shù)模?強(qiáng)制式）也可以是非同步傳輸（/柔性式），根據(jù)配置的選擇，實(shí)現(xiàn)手工裝配或半自動(dòng)裝配。流水線在企業(yè)的批量生產(chǎn)中不可或缺。

（2）裝配流水線的設(shè)計(jì)參數(shù) 高度1m

寬度0.5m 流水線載重30kg 流水線運(yùn)行速度 6m/s 線體配置 ：日光燈

電風(fēng)扇

120v的電源插座

線體控制箱 緊急制動(dòng)器

（3）流水線結(jié)構(gòu)分析

流水線受力分析

由上圖可知流水線上的皮帶受到工件箱的向下的壓力和兩個(gè)傳動(dòng)輪給它的牽引力

水平方向的力為F=F1+F2

垂直方向的力為F=G

因此，只有更好的應(yīng)用和改進(jìn)裝配流水線的工藝流程，充分發(fā)揮其自動(dòng)、連續(xù)、高效率等優(yōu)勢，我們企業(yè)的生產(chǎn)效率才能提升，才能增強(qiáng)我們企業(yè)的產(chǎn)品競爭力，才能更好的造福社會(huì)

6第三章 有限元分析

皮帶有限元分析

滑桿有限元分析

7材料屬性

模型參考 屬性

名稱: 鑄造碳鋼 模型類型: 線性彈性同向性 默認(rèn)失敗準(zhǔn)則: 最大 von Mises應(yīng)

力

屈服強(qiáng)度: 2.48168e+008

N/m^2

張力強(qiáng)度: 4.82549e+008

N/m^2

彈性模量: 2e+011 N/m^2 泊松比: 0.32

質(zhì)量密度: 7800 kg/m^3 抗剪模量: 7.6e+010 N/m^2 熱擴(kuò)張系數(shù): 1.2e-005 /Kelvin

零部件

SolidBody 1(切除-拉伸3)(1204滑桿)

曲線數(shù)據(jù):N/A

8第四章 總結(jié)

4.1 設(shè)計(jì)特色

本次設(shè)計(jì)充分利用了工業(yè)機(jī)器人的靈活性和自動(dòng)化流水線的高效性，減少了工作時(shí)間，提升了工作效率，降低了工作時(shí)的零件損耗率，實(shí)現(xiàn)了高精度，高效率，低成本的生產(chǎn)目標(biāo)，可以為生產(chǎn)商節(jié)約大量的人力資源，降低了人力成本，提高利潤率。

4.2 總結(jié)

本次設(shè)計(jì)目的是，實(shí)現(xiàn)小部分的自動(dòng)化，減少勞動(dòng)力，提高工作效率。本產(chǎn)品有著目前從國外新引進(jìn)的科技，只有科技才能引領(lǐng)生產(chǎn)力的發(fā)展。但科技也是約束本產(chǎn)品的關(guān)鍵，本設(shè)計(jì)有很高的技術(shù)要求，能保證生產(chǎn)的精度要求。例如，打印時(shí)，利用了工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)化流水線可以滿足人們的要求。

另外本產(chǎn)品也有很好的生產(chǎn)發(fā)展空間，可用于各個(gè)大中型需要打印的車間成產(chǎn)線，因此，本產(chǎn)品用途廣泛適用于大部分需要自動(dòng)化生產(chǎn)的地方。例如：食品包裝袋生產(chǎn)線，牛奶包裝盒，鋁紙包裝印刷等。

除此之外本產(chǎn)品，不僅打破常規(guī)的生產(chǎn)方式，還開創(chuàng)了裝配一體化生產(chǎn)，加快生產(chǎn)速度，提高生產(chǎn)效率，帶來更多的利益

4.3心得體會(huì)

這次的設(shè)計(jì)對于我們來說既是一個(gè)機(jī)遇也是一個(gè)挑戰(zhàn)，我們面臨的的最大困難是

9對solidworks軟件的使用非常的不熟練，由于剛接觸這款軟件我們在設(shè)計(jì)之初遇到了很多的問題，例如，對設(shè)計(jì)尺寸制定不規(guī)范，不會(huì)裝配齒輪，對于動(dòng)畫的制作了解不深，這些問題使我們在設(shè)計(jì)開始時(shí)花了很長時(shí)間用來熟悉軟件的基本使用。雖然，我們面臨很多的困難，但我們通過查閱，《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》等書逐步的了解了各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)行原理，材料的使用條件，應(yīng)力和應(yīng)變的分析條件等知識(shí)，在這個(gè)過程中我們既學(xué)會(huì)了使用軟件又鞏固了所學(xué)的知識(shí)，而且還鍛煉了自己的自學(xué)能力，俗話說師傅領(lǐng)進(jìn)門修行在個(gè)人，一時(shí)的投機(jī)取巧只能解決面前的困難，要想真正學(xué)好一種技術(shù)永遠(yuǎn)要靠自己的勤奮努力，最后，感謝王老師給我們這次機(jī)會(huì)，可以使我們鍛煉自己的能力，為我們打開一扇新的窗口。

參考文獻(xiàn)

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