武術(shù)仿人機(jī)器人

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1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)課題名稱少林十八銅人陣專業(yè)機(jī)械電子工程班級0801學(xué)號30231635姓名黃雪姣、晁云花、周旋、曾巧指導(dǎo)教師陳小異劉軍安2011年12月20日任務(wù)書一、基本任務(wù)及要求：機(jī)器人設(shè)計(jì)是機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要課題研究方向，群組機(jī)器人設(shè)計(jì)代表了機(jī)器人設(shè)計(jì)的較高階段，是對機(jī)電一體化知識的系統(tǒng)應(yīng)用與能力考核。少林十八銅人陣課題設(shè)計(jì)，需要綜合應(yīng)用大學(xué)所學(xué)的《機(jī)械制圖》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《材料力學(xué)》、《理論力學(xué)》、《機(jī)械控制工程》、《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》、《微機(jī)接口技術(shù)》《檢測與診斷》、《機(jī)器人技術(shù)》等課程，同時(shí)使學(xué)生能通

2、過運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，掌握分析、處理和解決問題的方法、步驟并為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。通過此次設(shè)計(jì)還應(yīng)達(dá)到以下具體要求：1、了解機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，機(jī)器人設(shè)計(jì)原理及基礎(chǔ)知識，熟悉機(jī)器人基本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制原理；2、通過分9組，分別完成8個(gè)機(jī)器人武術(shù)動作設(shè)計(jì)（要求每個(gè)機(jī)器人能單獨(dú)完成3~4個(gè)武打動作，動作要流暢，不能有運(yùn)動干涉及自鎖現(xiàn)象）；3、其中1組進(jìn)行機(jī)器人系統(tǒng)的整體布局和陣法變換設(shè)計(jì)，完成8個(gè)機(jī)器人的布陣、陣形變換和收陣的機(jī)電系統(tǒng)及控制設(shè)計(jì)；其中要考慮機(jī)器人動平衡、路徑控制、干涉、互鎖、自鎖等。4、通過設(shè)計(jì)說明書的編寫訓(xùn)練使學(xué)生掌握工程技術(shù)文件的編寫。

3、二、進(jìn)度安排及完成時(shí)間：1、下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)，查資料，分析課題，確定系統(tǒng)的總體方案3天2、分組課題設(shè)計(jì)方案的選擇與擬定，詳細(xì)機(jī)械設(shè)計(jì)及控制設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)、計(jì)算與驗(yàn)算7天3、根據(jù)分工，進(jìn)行各自部分的設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行，直至正確無誤2天4、按格式編寫設(shè)計(jì)說明書（12頁以上）、制作存儲介質(zhì)（分組刻盤）資料匯總，答辯3天推薦資料：仿生機(jī)器人、智能機(jī)器人、高級控制工程、自動控制；參考書目：工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；工業(yè)機(jī)械手提高；工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)；工業(yè)機(jī)器人與機(jī)器人學(xué)目錄1前言1.1仿人機(jī)器人的概念………………………………………………………11.2國內(nèi)外研究狀況及發(fā)展?fàn)顩r……………

4、………………………………11.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀…………………………………………………………11.2.2國外研究現(xiàn)狀…………………………………………………………21.3發(fā)展趨勢…………………………………………………………………21.4本課題要解決的主要問題及解決方案…………………………………32總體方案設(shè)計(jì)………………………………………………………………42.1機(jī)械部分的設(shè)計(jì)…………………………………………………………42.1.1頭部機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………52.1.2手臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………52.

5、1.3轉(zhuǎn)身機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………62.1.4彎腰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………72.1.5腿部機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………92.1.6材料與型材的選擇……………………………………………………102.2電機(jī)的選擇………………………………………………………………112.3機(jī)器人驅(qū)動裝置的設(shè)計(jì)…………………………………………………122.3.1肩部電機(jī)的選擇………………………………………………………132.3.2肘部電機(jī)的選擇………………………………………………………142.3.3頭部和腿

6、部電機(jī)的選擇………………………………………………142.4機(jī)器人動作分析………………………………………………………142.4.1人體運(yùn)動數(shù)據(jù)的提取…………………………………………………152.4.2人-機(jī)簡化模型建?！?52.4.3求解人-機(jī)簡化模型關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)空間坐標(biāo)………………………………162.4.4仿人機(jī)器人關(guān)節(jié)角解算………………………………………………172.4.5仿人機(jī)器人動作生成………………………………………………183電氣部分……………………………………………………………………194硬件電路設(shè)計(jì)…………………

7、……………………………………………214.1關(guān)節(jié)運(yùn)動控制的硬件設(shè)計(jì)………………………………………………214.1.1主控MCU………………………………………………………………214.1.2電機(jī)驅(qū)動電路…………………………………………………………214.2光電編碼器………………………………………………………………234.3開關(guān)………………………………………………………………………244.4單片機(jī)控制系統(tǒng)…………………………………………………………254.5信號隔離模塊……………………………………………………………264.6鎖存器74HC595模塊…………………

8、…………………………………274.7傳感器硬件設(shè)計(jì)…