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模塊化仿真工業(yè)機器人創(chuàng)新設(shè)計及控制實踐平臺,機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計、拼裝及運動分析實驗臺

一、主要功能

1、利用工業(yè)級精度機械傳動模塊設(shè)計和拼裝不同自由度、能完成不同動作功能的工業(yè)機器人。

2、采用先進的運動控制系統(tǒng)及專業(yè)伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)對工業(yè)機器人模塊進行控制，可實現(xiàn)由開環(huán)控制模式完成機器人各項設(shè)計功能的目標。

3、以示例的形式實現(xiàn)工業(yè)機器人的控制方案設(shè)計實踐及相關(guān)控制軟件編制實踐。

4、可完成直角坐標機器人、圓柱坐標機器人、球坐標機器人、關(guān)節(jié)坐標機器人、冗余自由度機器人、組合機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計及拼裝。

二、主要實驗內(nèi)容

1.機器人整體結(jié)構(gòu)和典型機構(gòu)認知實驗

 （1）觀看不同機器人的自動演示過程，了解機器人的工作機制，掌握機器人各主要構(gòu)成部分及相互間的作用。

 （2）拆卸、測繪、組裝機器人機械各零部件，

通過機器人控制系統(tǒng)的演示功能操控機器人關(guān)節(jié)動作，進一步了解機器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運動和控制機理。

 （3）伺服電機模塊，電氣硬件模塊、運動控制控制硬件模塊的認識及匹配實踐。

（4）掌握工業(yè)機器人典型機構(gòu)：如滾珠絲桿傳動、諧波傳動、行星齒輪傳動、錐齒齒輪傳動、連桿機構(gòu)、各類帶傳動、蝸輪蝸桿傳動

（5）掌握機器人典型驅(qū)動系統(tǒng)：各種伺服電機、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)等。

2、工業(yè)機器人傳動機構(gòu)零部件設(shè)計、制造及評價實驗

模塊化工機器人是由一系列核心零件構(gòu)成。這些零件為適應工業(yè)機器人的運動及精度要求。必須在結(jié)構(gòu)和加工工藝上予以優(yōu)化設(shè)計并制定相應的加工工藝流程。學生可以針對該平臺的若干典型零件進行虛擬的設(shè)計和分析。并利用學院條件進行一些創(chuàng)造和實踐。

  3、工業(yè)機器人裝配實驗和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實驗

利用工業(yè)級精度機械傳動模塊設(shè)計和拼裝不同自由度、能完成不同動作功能的（包括焊接工業(yè)機器人）工業(yè)機器人，為學生創(chuàng)新設(shè)計提供充分和靈活的條件和手段。

4、工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)分析、運動學分析和動力學分析實驗

  （1)機器人的結(jié)構(gòu)分析實驗

掌握機器人的結(jié)構(gòu)組成特點，變換型式，可裝配性(避免裝配干涉)和裝配準確性所需要的結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的協(xié)調(diào)，保證連接強度和結(jié)構(gòu)強度所需要的結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的協(xié)調(diào)等。

（2）機器人坐標系建立

了解機器人建立坐標系的意義；了解機器人坐標系的類型； 掌握用D-H方法建立機器人坐標系的步驟。
    （3）機器人正運動學分析
   了解齊次變換矩陣的概念；掌握機器人笛卡爾坐標系建立的過程；掌握運用齊次變換矩陣求解機器人正運動學的方法。
   （4）機器人逆運動學分析
   了解齊次變換矩陣的概念；了解機器人工作空間的概念；掌握機器人笛卡爾坐標系建立的過程；掌握運用齊次變換矩陣求解機器人逆運動學的方法。

（5）機器人關(guān)節(jié)運動軌跡規(guī)劃
   理解機器人關(guān)節(jié)坐標運動的概念；了解機器人關(guān)節(jié)坐標運動時的軌跡規(guī)劃方法；理解機器人相對運動位置模式和絕對運動位置模式的概念。

（6）、機器人PTP(點到點)運動軌跡控制
   理解機器人PTP(點到點)運動的概念；了解機器人PTP(點到點)運動的控制方法；了解機器人實現(xiàn)PTP運動的過程。

（6）機器人CP(連續(xù))運動控制
理解機器人CP (連續(xù)軌跡)運動的概念；了解機器人CP (連續(xù)軌跡)運動的控制方法；了解機器人實現(xiàn)CP (連續(xù)軌跡)運動的過程；掌握機器人的直線和圓弧插補控制方法。

5、機器人示教操作實驗

 （1）學習使用機器人控制系統(tǒng)操作界面，掌握各參數(shù)的含義、作用及設(shè)置方法。

 （2）操作機器人按照預先規(guī)定的動作運行，觀察并記錄運行結(jié)果。

主要性能特點

1、實驗臺采用一臺二架約結(jié)構(gòu)，可供二組學生使用，同時二組同學之間可協(xié)作實驗。

2、具有齊備構(gòu)件庫:

包括: 1、桿構(gòu)件(出種長度規(guī)格); 2、連接銷(12種); 3、轉(zhuǎn)動座(活動固定用); 4、槽輪組件; 5、凸輪組件;6、齒輪組件( 直齒、蝸輪蝸桿) ;7、棘輪組件;8、帶傳動組件;9、傳動組件; 10、關(guān)節(jié)軸承組件;11、動力組件(變速電機) ;12、工作模擬組件(模擬工作對象)。

三、主要技術(shù)參數(shù)

1、電機功率: 60W ，傳動比15: 1，數(shù)量2臺

2、每臺配桿六根，長度為1000mm 

3、構(gòu)件數(shù)量多達40個

4、臺架尺寸:為1200*2200*600    1臺架重量為: 280kg