文档介绍：课程设计说明书
课题名称“少林十八铜人阵”机电系统设计
2011年 12月 5日至 2011年12月23日共 3 周
院系机械工程学院
班级机电0801
学号 200802170127
姓名
指导教师
目录
绪论--------------------------------------------------------------------------------
课题任务书-----------------------------------------------------------------------
详细设计--------------------------------------------------------------------------
机械机构设计--------------------------------------------------------
电气驱动设计------------------------------------------------- ------
动作分配设计--------------------------------------------------------
程序设计--------------------------------------------------------------
课题感想--------------------------------------------------------------------------
参考资料--------------------------------------------------------------------------
绪论
近年来科学技术迅猛发展,特别是在机械自动化控制这一领域,于是许多基于自动控制设计生产玩具(如电子狗,遥控车,遥控飞机)家庭清机器人,工业机器人等等。无一不展现了这一技术的优越性和广阔的市场前景。在电子产品高度活跃的今天,电子自动化产品为我们带来了无尽的财富,越来越多的产品进入我们的视线,成为我们生活中不可或缺的部分。最近十来年旅游业蓬勃发展,但是纵观各大历史古迹,风景名胜,除了一些手工简易的纪念品意外,还没有很好的做出真正高价值,高技术含量,高纪念意义的电子产品。今天,我们将为嵩山少林寺设计一款机器人“少林十八铜人”来展现中华武术的魅力。
此款机器人主要由18个仿人机器人组成,每个“铜人”将实现一套完整的武术动作,18个“铜人”将组成一个阵法以及阵势的变化。输入指令,这套“铜人”系统将自行完成武术动作和阵势变化。带给人们强烈的视觉冲击与震撼!在高端市场具有广阔前景!
课题任务书
课题名称:“少林十八铜人阵”机电系统设计
设计要求:每四人一个小组设计单个“铜人”,使“铜人”实现3到4个武术动作。
主要内容:
系统总体设计:系统的运动,机构设计,动作分配,控制系统方案设计。
机械设计:机构设计,结构设计和零件设计。
控制系统设计:电路设计,程序设计。
机械部分设计和硬件选择
因为本次设计的是玩具型机器人,而且由十八个同样的机器人组成。所以机器人的重量和体积将是很重要的考量。考虑到作为一种景区纪念品,需要外形美观(此处不设计),便于携带。故将机器人外部参数设置如下表
重量
身高
臂长
腿长
头部
躯干
两髋距离
两肩距离
5Kg
500mm
200mm
300mm
50mm
150mm
100mm
100mm
因为机器人重量小并且是只完成动作,不用考虑到因重物而带来的强度问题。故选用铝合金材料,它重量轻,密度小,强度符合要求。
目前在机器人的运动控制中较为常用的电机有直流伺服电机、舵机和步进电机,对它们的特性、工作原理与控制方式有分类介绍,:
电机类型
主要特点
构造与工作原理
控制方式
步进电机
直接用数字信号控制,与计算机接口简单,没有电刷,维修方便,寿命长。缺点是能量转换效率低,易失步,过载能力弱。
按产生转矩的方式可分为:永磁式,反应式和混合式。混合式能产生较大转矩,应用广泛。
永磁式是单向励磁,精度高,但易失步,反应式是双向励磁,输出转矩大,转子过冲小,但效率低;混合式是单-双向励磁,分辨率高,运转平稳。
直流伺服电机
接通直流电即可工作,控制简单;启动转矩大,转速和转矩容易控制,效率高;需要定时维护和更换电刷,使用寿命短,噪声大。
由永磁体定子,线圈转子,电刷和换向器构