残障服务机器人机械臂设计开题报告

本课题设计的重点是机械臂的整体机械部分设计,包含有:六自由度机械臂自由度分配,各个自由度的传动机构设计,各个轴(臂)空间参数的分配,机械臂结构设计及布局。


目  录

一、开题依据 2

1.1研究意义 2

1.2国内研究现状 2

1.3国外研究现状 3

二、文献综述 4

三、方案论证 5

3.1机械臂选型分析 5

方案一: 5

方案二: 5

3.2电机的选型 6

方案一:驱动用电动机 6

方案二:伺服电机 6

方案三:步进电机 7

3.3减速器的选型 7

方案一:齿轮箱减速器 7

方案二:RV减速器 7

方案三:谐波减速器 8

3.4机械臂传动系统设计方案 8

3.5控制系统相关方案 9

四、毕业设计内容 10

4.1任务内容: 10

4.2设计重难点 10

五、进度安排 11

六、参考文献   12

一、开题依据

1.1研究意义

服务机器人是机器人家族中的新型成员,是一种智能自主工作的机器人,它能服务于人类,尤其是残障和老年人士。进入二十一世纪,人们已经越来越感受到机器人已经深入生产、生活和社会。现在,随着世界很多国家开始进入老龄化社会,也就意味外来越来越多的老年人需要照顾,社会服务保障体系需要进步,家庭架构老年化一定会使年青人压力增大,而且快节奏的生活和工作生存的压力,也使得年轻人没有更多时间照顾家庭的老人和孩子,还有一些受到意外而使自我行动受损的人们。因此,随之而生的市场就是广大的家庭服务机器人市场。

1.2国内研究现状

虽然中国对服务机器人的研究和认识开始的较晚,但国家对此很重视。在国家《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》中就把服务机器人列为国家未来15年科技发展重点发展方向,并于2012 年制定了《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》支持行业发展。近年来,国家日益加大了对服务机器恩的研究力度,在国务院发布的制造业的国家战略规划——《中国制造2025》中,罗列了多种服务机器人,并对服务机器人的未来发展做出发规划,重点开发家庭服务领域的机器人和医疗救援领域的特种机器人。

目前,在国家科技计划下,尤其是863计划的支持下,我国在服务机器人研究和产品研发方向深入开展了很多工作,也取得了小许的成绩,如合工大研制的清 扫机器人、导 游机器人、清 扫机器人等;华南理工大学研制的机器人护理床;中国科学院自动化研究所研制的智能轮椅等。

1.3国外研究现状

世界科技强国都很重视服务机器人领域的研究发展,如美国、欧洲、日本等发达国家,相关研究人员多年都在研究服务机器人的一线上工作,而生物技术、微电子技术、传感技术等高科技成果也开始不断应用在服务机器人上,让服务机器人高速发展。

日本在二战结束以后,特别重视科技发展,尤其是机器人技术的发展与推广,并且在服务机器人的研究领域获得了较高的成果。日本的机器人制造技术和研究水平在亚洲甚至于世界都具有较大的影响力。近年来,日本研制出的GeminoidF机器人是很多高新技术融合的结晶,可以很逼真灵活的做出很多仿人的动作,如微笑、聊天、眨眼睛等。

美国是世界上最早进行机器人研究的国家。2009年5月,美国发布了《机器人技术路线图:从互联网到机器人》,使机器人技术可以应用于更多的领域。从机器人概念的提出到现在,美国一直是服务机器人领域的佼佼者。

欧洲某些主要的发达国家对服务机器人的研究起步也很早,最早的可以追溯到上个世纪70年代。比如说德国的单臂家政服务机器人,它以体型大小适中、动作灵活、智能化程度高且具有一定的学习能力等而成为了家庭生活的好助手;法国成功地将Nao机器人系列中一款名为Zora的拟人化机器人在养老院投入使用,小巧灵活的Zora机器人可以很好地服务老年人,这是法国第一次将服务机器人正式投入到实际生活中,实现了零的突破,给老年人甚至整个社会带来了福音。