等臂多关节教学机器人单片机控制系统的程序与设计.docx

摘要: 进入21世纪以后，随着教育机器人和人工智能的技术快速发展，教育与机器人两者之间的联系也是越来越密切，就像是工业革命的进程，未来的世界，机器人的涉及范围不断扩大，在这种大背景的环境下，教育部门为了教育行业的健康发展，进行了更高的要求标准。

本文将从机器人的发展历史，特点功能开始，最终确定等臂多关节教学机器人的设计，通过机器人的整体方案设计，手臂与关节处的连接，驱动方式的选择，以及对单片机的设计，利用ROBO控制系统来完成多关节教学机器人的程序设计，如此，便是能够完成对多关节教学机器人的设计。

关键字：教学机器人；结构设计；五自由度

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-6

1.1 机器人总体描述-6

       1.1.1 机器人的来源与进程-6

 1.1.2 国内机器人的发展现状-6

1.2 机器人与教育行业的关系-7

       1.2.1机器人教育的重要性-7

       1.2.2局限性-8

       1.2.3什么是机器人教育？-8

 1.2.4国内教育机器人-8

第二章 教学机器人的总体方案设计-9

2.1 教学机器人基本技术参数的确定-9

2.1.1教学机器人结构类型-9

2.1.2自由度的确定和结构安排-9

2.1.3 有效载荷-10

       2.1.4准确度要求-11

2.2驱动方法的选择-11

2.2.1动力来源-11

2.2.2 电机选择-11

2.2.3 直流电机的优点-11

2.3机器人总体结构方案的确定-12

2.4传动系统及传感检测系统方案的选择-13

2.5教学机器人的控制方案-13

2.5.1本教学机器人的控制方案-14

2.5.2 关节伺服系统设计-15

（1）由伺服系统构成通用控制器;-15

（2）由电机专用控制芯片构成的伺服系统;-15

（3）多轴运动控制器；-15

2.6 本章小结-15

第3章 教学机器人机械系统设计-15

3.1 机器人模块化设计方法-16

3.2 机器人手部设计-16

3.2.1 手腕部分的电动机选择-17

3.2.2 手部传动方式选择-18

3.3 机器人手臂设计-18

3.3.1 手臂的伸缩设计-18

3.3.2手臂的升降设计-19

3.4 机器人立柱设计-20

3.4.1 电动机选择-20

3.5 机器人实验组装-21

3.5.1 慧鱼创意模型简介-21

3.5.3 机器人的整体结构图-24

第4章 机器人的软件设计关于ROBO-24

4.1 顺序控制的设计方法-24

4.2 ROBO控制系统软件设计-24

4.2.1 控制系统的工艺流程-24

4.2.2  控制系统流程图-25

4.2.3  ROBO梯形图设计-25

4.3  ROBO控制系统的调试-26

4.3.1 准备工作-26

4.3.2 程序的调试-26

4.4 最终结果-27

第五章 机器人教育的可行性以及成本-28

结束语-29

致  谢-30

参考文献-31

附录-32

附录一 电机与加速器的选用-32

附录二 教学机器人的连杆参数-33