1、 毕业设计毕业设计（论文）（论文） 题目：题目： 管道清灰机器人的设计 专业：专业： 机械设计及其自动化 班级：班级： 2010 级机械设计 姓名：姓名： 指导老师：指导老师： 日期：日期： 2012 年 12 月 1 目录目录 前 言0 第一章 概 述 .1 1.1 机器人概述1 1.2 管道机器人概述 3 1.3 国内外管道机器人的发展 .4 1.3.1 国内外管道机器人的发展 4 1.3.2 国外管道机器人的发展5 1.3.3 机器人的发展前景 .7 第二章 总体方案的制定及比较.9 2.1 管道机器人设计参数和技术指标 9 2.2 总体结构的设计和比较 .9 2.2.1 根据国内外的管
2、道机器人的移动方式大致可分为六种： .9 第三章 部件的设计和计算 15 3.1 管道机器人工作计算. 15 3.2 行走机构的设计和计算 . 16 （1）行走机构的驱动电机功率的预算 16 （2）行走机构结构的设计 17 3.3 撑开机构和放大杆组的设计 . 22 3.4 操作臂的设计 23 （1）吸尘器操作臂的设计 23 （2）卸料门的拉开杆件的设计 . 23 2 第四章 控制原理的设计 24 4.1 控制原理的分析和设计 . 24 4.2 主要控制流程图： 27 致 谢 29 兰 州 理 工 大 学 毕 业 设 计（论文） 前前 言言 1 第一章第一章 概概 述述 1.1 机器人概述机器
3、人概述 机器人这一词最早使用始于 1920年至 1930年期间在捷克作家凯 勒尔.凯佩克（KAREL CAPEK）的名为“罗萨姆的万能机器人”的幻想剧 中，一些小的人造的和拟人的傀儡绝对地服从其主人的命令。这些傀儡被 称为“机器人” 。该单词起源于捷克语“ROBOTA” 。意思是“强制的劳动” 。 机器人的组成与人类相似。举例说，人搬运某一物体的运动过程中可 用图（a）所示的方块图来说明。首先，人听到外部的命令或用眼睛看到外 部的指令，并由眼睛测量出距离。感觉到这种信息经过感觉神经送到大脑 中，大脑经过分析计算，然后通过运动神经发出指令，手臂用最好的方式 伸向物体，并将物体抓住，手上的感觉神经
4、，感觉物体已经抓牢了，把信 息传给大脑。大脑命令手抓起物体，同时指令脚移动到所要求到达的地点， 最后放下物体。一般包括以下几个部分见图（b） ： 耳、眼 脑 手 躯干 脚 对象环境 感受、 观测 运动神经 感觉神经 行走 操作 （a） 操 作 人 员 行走装置 执行机构 与 操 作 人 员 联 系 装 置 感 觉 装 置 外 界 环 境 控 制 装 置 (b) 2 1.控制中枢（相当于人的大脑） ，2.操作装置（相当于人的手） ； 3.行走装置（相当于人的脚） ；4.有感觉的机器人还必须有感觉装置以及 与外界环境联系的装置 （相当于人的口、 耳、 眼、 鼻以及皮肤上的感觉神经） 。 实际的机器
5、人在不同的程度上具有两种特有的属性： 对环境的通用性和 自动适应性。通用性：具有完成各种任务以及以不同的方式完成相同的结 构或机械能力。这意味着机器人的机械结构具有可变的机械形状。自动适 应性：是指一个机器人必须被设计成由自己去完成任务，尽管难以预知，但 却可以有限的知道在完成任务期间环境的变化，通过改变路径、姿态等来处 理所面对的问题，最终完成任务。为了对机器人进行分类，必须能够定义和 区分不同的类型，因此根据不同的定义就有不同的分类方法。现在使用的有 很多种。以下介绍日本工业机器人协会（JIRA）的分类方法： 第一类：手工操作装置：一种由操作人员操作的具有若干个自由度 （DOF）的装置；
6、第二类：固有程序的机器人：依照预定的不变的方法按部就班执行任务 的操作装置，对任务的执行顺序很难进行修改； 第三类：可变程序的机器人：与第二类是同一种类型的操作装置，但其 执行步骤可以修改； 第四类：再现式机器人：操作人员 通过手动方式引导或控制机器人完 成任务，而机器人控制装置则纪录其运动轨迹，需要时可以重新调出纪录的 轨迹信息，机器人就能以自动的方式完成任务； 第五类：数值控制机器人：由操作人员给机器人提供运动程序，而不是 用手动方式教导机器人完成指定的作业任务； 3 第六类：智能机器人：通过对环境变化的感知，改变其运动轨迹、姿态 等措施圆满的完成任务。 机器人的诞生和机器人学的建立无疑是 20 世纪人类科学技术的重大成 就。自 60 年代初机器人问世以来，作为 20 世纪人类最伟大发明之一的机器 人技术，经历了近半个世纪的发展，已取得了长足的进步。特别是到了 20 世纪 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。除了用工业
