labview課程設(shè)計-機器人手臂設(shè)計

1、<p><b>　　蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院</b></p><p>　　Labview課程設(shè)計</p><p>　　題 目 ：機器人手臂設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計人 ：</b></p><p>　　系 ：信息工程系</p><p>　　年

2、級 ：09計算機應(yīng)用（4）班</p><p><b>　　學(xué) 號 ：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p>　　日 期：2011-6-15</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要…

3、……………………………………………………………………………….1第一章 課程設(shè)計2</p><p>　　1.1 課程設(shè)計的題目2</p><p>　　1.2課程設(shè)計要求2</p><p><b>　　1.3課題分析3</b></p><p><b>　　1.4設(shè)計目的3</b></p

4、><p>　　1.5國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀4</p><p>　　第二章 運動方案設(shè)計6</p><p>　　2.1手臂設(shè)計圖6</p><p>　　2.2機器人手臂預(yù)期的功能要求6</p><p>　　2.3程序模塊設(shè)計6</p><p>　　第三章機器人手臂程序7</p>

5、<p>　　3.1機器人手臂完整圖7</p><p>　　3.2機器人手制作的程序8</p><p>　　3.3機器人手臂旋轉(zhuǎn)的程序8</p><p>　　3.4機器人關(guān)節(jié)顏色調(diào)整的程序9</p><p>　　3.5機器人手臂移動的程序9</p><p>　　3.6機器人各個關(guān)節(jié)的控制程序2&l

6、t;/p><p>　　3.7機器人手的張合2</p><p>　　3.8機器人手臂位置控制3</p><p>　　3.9機器人關(guān)節(jié)的跳動3</p><p>　　第四章 機器人手臂功能介紹4</p><p><b>　　4.1顯示模塊4</b></p><p>　　4.

7、2 手臂控制模塊4</p><p>　　4.3 顏色選擇模塊8</p><p>　　4.4手關(guān)節(jié)控制按鈕10</p><p>　　4.5整體框圖10</p><p>　　第五章 心得體會19</p><p>　　第六章 參考網(wǎng)站20</p><p><b>　　摘要<

8、/b></p><p>　　虛擬儀器是對傳統(tǒng)儀器的重大突破，是計算機與儀器相結(jié)合的產(chǎn)物，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，代表著儀器發(fā)展的最新方向和潮流。機器人手臂具有較高的作業(yè)能力，因此對它的控制成為機器人研究領(lǐng)域的一個重要方向，具有較強的理論意義和實際價值。機器人手</p><p>　　臂在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　　第一章 課程設(shè)計

9、</b></p><p>　　1.1 課程設(shè)計的題目：</p><p><b>　　機器人手臂的設(shè)計</b></p><p><b>　　1.2課程設(shè)計要求</b></p><p>　　手臂應(yīng)滿足下列要求：</p><p><b>　　A. 自由伸縮；&

10、lt;/b></p><p>　　B.自由360度旋轉(zhuǎn)；</p><p>　　C.有關(guān)節(jié)，具有一定的握力。</p><p>　?。?）界面美觀簡潔，程序應(yīng)符合工程化思想。</p><p>　?。?）設(shè)計文檔符合軟件文檔國標(biāo)。</p><p>　　（3）A4號紙打印，不得少于20頁，最大字體不得大于四號字（除標(biāo)題）

11、。</p><p>　　（4）截止日期2010年6月18日。</p><p><b>　　1.3課題分析</b></p><p>　　機器人是近30年發(fā)展起來的一種典型的、機電一體化的、獨立的自動化生產(chǎn)工具。在制造工業(yè)中，應(yīng)用工業(yè)機器人技術(shù)是提高生產(chǎn)過程自動化，改善勞動條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效手段之一，也是新技術(shù)革命的一個重要內(nèi)容。&

12、lt;/p><p>　　自古以來,人們所設(shè)想的機器人一般是一種在外形和功能上均能模擬人類智能的機器。特別是在20世紀(jì)20年代前后,捷克和美國的一些科幻作家創(chuàng)作了一批關(guān)于未來機器人與人類共處中可能發(fā)生的故事之類的文學(xué)作品,更使機器人在人們的思想中成為一種無所不能的“超人”。在現(xiàn)實生活中,一些民間工匠根據(jù)這些文學(xué)描繪,也制造出一些仿人或仿生的機器人。然而在當(dāng)時的科技條件下,要使機器人具有某種特殊的“智能”而成為“超人”,

13、顯然是不可能的。美國的戴沃爾設(shè)想了一種可控制的機械手,他首先突破了對機器人的傳統(tǒng)觀點,提出機器人并不一定必須像人,但是必須能做一些人的工作。1954年,他依據(jù)這一想法設(shè)計制作了世界上第一臺機器人實驗裝置,發(fā)表了《適用于重復(fù)作業(yè)的通用性工業(yè)機器人》一文,并獲得了美國專利。</p><p>　　戴沃爾將遙控操縱器的關(guān)節(jié)型連桿機構(gòu)與數(shù)控機床的伺服軸聯(lián)結(jié)在一起,預(yù)定的機械手動作一經(jīng)編程輸入后,機械等就可以離開人的輔助而獨

14、立運行。這種機器人也可以接受示教而完成各種簡單任務(wù)。示教過程中操作者用手帶動機械手依次通過工作任務(wù)的各個位置，這些位置序列記錄在數(shù)字存儲器中，任務(wù)的執(zhí)行過程中，機器人的各個關(guān)節(jié)在伺服驅(qū)動下再現(xiàn)出那些位置序列。因此，這種機器人的主要技術(shù)就是“可編程”以及“示教再現(xiàn)”。</p><p><b>　　1.4設(shè)計目的</b></p><p>　　由于現(xiàn)代科技的發(fā)展，許多危險的

15、工作已漸漸由機械手臂所取代，尤其是近年來太空科技的發(fā)展日新月累，許多外太空的探勘工作也總少不了機械手臂的幫助。機械手臂的優(yōu)點在于不會如同人一般會有疲勞感，對于指令能確實完成，也不易因為人為疏失而造成傷害，這些優(yōu)點在不容許一點錯誤的科技發(fā)展上具有極重大的意義，也是為何機械手臂的應(yīng)用愈發(fā)廣泛的原因。藉由軟件的幫助，能自由控制手臂的動作，是本課程設(shè)計的主要目的。</p><p>　　1.5國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀<

16、/p><p>　　國內(nèi)外機器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢∶</p><p>　　1、工業(yè)機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機價格不斷下降。</p><p>　　2、 機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機器人整機；國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。&l

17、t;/p><p>　　3、工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維護性。</p><p>　　4、 機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技

18、術(shù)來進行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。</p><p>　　5、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。</p><p>　　6、當(dāng)代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是治理于操作者于機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使

19、智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實例。</p><p>　　7、機器人化機械開始興起。從94年美國開發(fā)出“虛擬軸機床”以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應(yīng)用的領(lǐng)域。</p><p>　　國際機器人研究在經(jīng)過了80年代的低潮之后,呈現(xiàn)出復(fù)蘇和繼續(xù)發(fā)展的形勢;我國的機器人研究在國家七五’八五及863計

20、劃的推動下也取得了很大的發(fā)展。在70年代的機器人浪潮相比,現(xiàn)在的機器人研究有兩個特點:一是對機器人智能的定位有了更加符合實際的標(biāo)準(zhǔn),也就是不要求機器人具有像人類一樣的高智商,而只是要求機器人在某種程度上具有自主處理問題的能力。</p><p>　　我國的工業(yè)機器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下，通過“七五”“八五”科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機器人操作機的設(shè)計制造技術(shù)、控制技術(shù)硬件和軟件設(shè)計技術(shù)

21、、運動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人；其中有130多臺套噴漆機器人在二十余家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線（站）上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看，我國的工業(yè)機器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，如：可靠性低于國外產(chǎn)品；機器人應(yīng)用工程起步晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距；在應(yīng)用規(guī)模上，我國已安裝的國產(chǎn)工業(yè)機器人約200臺，約

22、占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機器人產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前我國的機器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求，“一客戶，一次重新設(shè)計”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、模塊化設(shè)計，積極推進產(chǎn)業(yè)化進程。</p><p>　　我國的智能機器人和特種機器人在“863”計劃的支持下，也取得了不少成果

23、，其中最為突出的是水下遙控機器人，6000m水下無纜機器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等機種；在機器人視覺、力覺、聲覺、觸覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機器人、智能裝配機器人、機器人化機械等的開發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步，與國外先進水平差距較大，需要在原有成績的基礎(chǔ)上，有重點地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配

24、套可供實用的技術(shù)和產(chǎn)品，以期在“十五”后期立于世界先進行列之中。 </p><p>　　第二章 運動方案設(shè)計</p><p><b>　　2.1手臂設(shè)計圖</b></p><p>　　2.2機器人手臂預(yù)期的功能要求</p><p>　　1、本設(shè)計有三個臂，分別從下到上是J1,J2，J3,。再加上三個圓軸。</p&

25、gt;<p>　　2、六個關(guān)節(jié)軸的輸入值范圍作了一個初略的限制，六個軸可輸入值得范圍如下：</p><p>　　一軸： [-180 180]，即 -180 ≤θ1≤180（度），可以自由伸縮</p><p>　　二軸： [-180 180]，即 -180 ≤θ2≤180 （度）可以自由伸縮</p><p>　　三軸： 可以自由張開或合并</

26、p><p><b>　　2.3程序模塊設(shè)計</b></p><p>　　第三章機器人手臂程序</p><p>　　本章節(jié)主要介紹了本案例中涉及到的程序代碼的介紹，本章著重介紹了各個子程序的編寫：</p><p>　　3.1機器人手臂完整圖</p><p>　　3.2機器人手制作的程序</p>

27、;<p>　　3.3機器人手臂旋轉(zhuǎn)的程序</p><p>　　3.4機器人關(guān)節(jié)顏色調(diào)整的程序</p><p>　　3.5機器人手臂移動的程序</p><p>　　3.6機器人各個關(guān)節(jié)的控制程序</p><p>　　3.7機器人手的張合</p><p>　　3.8機器人手臂位置控制</p>&

28、lt;p>　　3.9機器人關(guān)節(jié)的跳動</p><p>　　第四章 機器人手臂功能介紹</p><p>　　本章節(jié)介紹了如何使用本案例的機器人。機器人的設(shè)計使基于LabVIeW設(shè)計，所以其正常的使用時對前面板的操作。本案例的前面板共分為以下幾個模塊:</p><p><b>　　4.1顯示模塊</b></p><p>

29、;　　4.2 手臂控制模塊</p><p><b>　　1）控制面板</b></p><p>　　2）大臂的伸縮控制（lengthA）</p><p>　　根據(jù)lengthA的大小不同值可以改變大臂的長短</p><p><b>　　(a)手臂縮回</b></p><p>&

30、lt;b>　　(b)手臂伸開</b></p><p>　　3）小臂的伸縮控制（lengthB）</p><p>　　根據(jù)lengthB的大小可以改變小臂的長短</p><p><b>　　(a)小臂的縮回</b></p><p><b>　?。╞）小臂伸開</b></p>

31、;<p>　　4）手的張合（Claw Value）</p><p>　　根據(jù)Claw Value的大小可以改變手的張合</p><p><b>　?。╝）手的張開</b></p><p><b>　?。╞）手的閉合</b></p><p>　　5）大臂旋轉(zhuǎn)（Joint A）</p

32、><p>　　Joint A的值的大小可以控制大臂的旋轉(zhuǎn)</p><p><b>　?。╝）</b></p><p>　　6）小臂旋轉(zhuǎn)（Joint B）</p><p>　　Joint B的值的大小可以控制小臂的旋轉(zhuǎn)</p><p><b>　?。╝）</b></p>

33、<p>　　7）手的旋轉(zhuǎn)（Claw Joint）</p><p>　　Claw Joint的值的大小可以控制手的旋轉(zhuǎn)</p><p><b>　?。╝）</b></p><p>　　4.3 顏色選擇模塊</p><p><b>　　1）顏色控制按鈕</b></p><

34、;p>　　2）Joint A的顏色控制</p><p><b>　　（a）</b></p><p><b>　?。╞）</b></p><p>　　4.4手關(guān)節(jié)控制按鈕</p><p><b>　?。╝）</b></p><p>　?。╞）4.5整

35、體框圖</p><p><b>　　第五章 心得體會</b></p><p>　　這次能夠順利的完成此課程設(shè)計，非常感謝老師的教導(dǎo)和指點還有同學(xué)的幫忙，才讓我能夠在有限的時間內(nèi)完成課程設(shè)計。 </p><p>　　從這次的課程設(shè)計使我領(lǐng)悟到了一些做課程設(shè)計的技巧：</p><p>　　1.課程設(shè)計最重要的是要有一條清

36、晰設(shè)計思路，在設(shè)計前，老師已為我們準(zhǔn)備好了參考格式或資料，相當(dāng)于已經(jīng)給了設(shè)計路，關(guān)鍵就是靠自己深入的思考各個步驟怎么設(shè)計的.對每個步驟都要做到分析、思考.設(shè)計，再去執(zhí)行，再將所有的部分組裝在一起，就可完成該設(shè)計.</p><p>　　2. 此次課程設(shè)計要多練習(xí)多思考,弄懂每個實驗的設(shè)計思路,并且能夠設(shè)計自己的東西,這樣你會感到其樂無窮.</p><p>　　3.在以后的實驗設(shè)計當(dāng)中還應(yīng)注意

37、培養(yǎng)自己獨立思考設(shè)計思路的能力,不要怕難.</p><p>　　4.許多事情只有在自己親手做了之后才會感覺到，其實它并不是你想象中的那樣難或簡單,要善于專心深入的思考問題，所學(xué)知識要常用。</p><p>　　學(xué)完這一門課程，使我懂得了一個道理：也許只有用自己所學(xué)的知識做出一個可以實際運行的東西之后才能確實體到自己的學(xué)習(xí)是有價值的。 所以非常感謝老師這次給我們這課程設(shè)計，給了我挑戰(zhàn)自己的

38、機會，做什么事都應(yīng)該大膽的嘗試，積極的心態(tài)是彌補自信心不足的最佳途徑，面對難題，不能逃避，因為逃避是解決不了任何問題，只有積極面對 ，才能取得良好的成績。</p><p><b>　　第六章 參考網(wǎng)站</b></p><p>　　大學(xué)生論文庫[http://www.syiae.com/lunwen]，論 文 在線網(wǎng)[http://www.lwzx.net](論文下載

39、,</p><p>　　大量免費資源 論 文 帝國[http://www.papersempire.com](論文資源) 論 文 資料網(wǎng)[http://www.51paper.net](各專業(yè)論文下載) 論 文 ，大學(xué)生論文庫http://www.syiae.com/lunwen論文資料網(wǎng):http://www.51paper.net/論文下載中心:http://www.studa.net/paper </