机械设计制造及其自动化专业教学机器人的设计与仿真（毕业设计）.doc

摘 要 教学机器人作为种先进技术的实物载体，在教学中的位置越来越重要。它融合了造型技术、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件等众多先进技术，可为各相关技术课程教学提供很好的教学平台。Simulink建立了教学机器人的机构模型，进行了运动分析和轨迹规划。 关键词： 教学机器人；运动学分析；机械爪；仿真 ABSTRACT EDU Robot as an advanced technology，in the teaching position in an increasingly important. it blends technique， machinery and electronic form， sensors and computer software，hardware etc many advanced technology and related technical courses for individual teaching is a better teaching platform. In this article for the associated documents and information on the basis of established six DOF joint type of robot to the general programme, including the robots structural design and control scheme. Robot design is compose of the mechanical arms and hands, Its hand and the mechanical arms attached by flange, you can install other hand, in order to complete the different task. Designed the machines assembly drawing and part drawing. After calculated，choosed the type of drive motor and coding and gear and so on. Design and check the critical part,thought out a robot control scheme, finished robot kinematic analysis and established kinematical equation. In he end, analyzed robots work space and using matlab simulink established the model of teaching machine, and track the movements analysis. Key words：EDU Robot；kinematic analysis；mechanical gripper；simulation 第1章 绪论 1 1.1 课题来源及研究意义 1 1.2 国内外教学机器人发展概况 1 1.2.1 国外教学机器人的发展现状 2 1.2.2 国内教学机器人的发展现状 3 1.3 本文的主要研究内容 5 第2章 教学机器人的总体方案设计 6 2.1 教学机器人基本技术参数的确定 6 2.1.1教学机器人结构类型的选择 6 2.1.2 自由度的确定及结构布置 6 2.1.3有效负载和速度 7 2.1.4 精度要求 8 2.2 驱动方式的选择 9 2.3 机器人总体方案的确定 10 2.4 传动系统及传感检测系统方案的选择 12 2.5 教学机器人的控制方案 13 2.5.1控制系统总体结构 14 2.5.2 本教学机器人的控制方案 14 2.5.3 关节伺服系统设计 15 2.6 本章小结 16 第3章 教学机器人的运动分析 17 3.1 机器人的位姿与运动描述 17 3.2 关节型机器人的广义连杆变换齐次矩阵 17 3.3 运动学正解 18 3.3.1 连杆坐标系和连杆参数 18 3.3.2 连杆变换矩阵 20 3.4 工作空间分析 23 3.5 教学机器人的仿真 24 3.5.1 仿真模型的建立 25 3.5.2 仿真结果的运行和分析 26 3.6 本章小结 27 第4章 教学机器人的结构设计 28 4.1 各关节电机、减速器和传感器选型 28 4.1.1 各关节力矩估算 28 4.1.2 各关节功率估算 31 4.1.3 各关节电机、减速器等选型 31 4.2 各