仿真機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)訓(xùn)裝置

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一、主要功能

1、利用工業(yè)級(jí)精度機(jī)械傳動(dòng)模塊設(shè)計(jì)和拼裝不同自由度、能完成不同動(dòng)作功能的工業(yè)機(jī)器人。
2、采用先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及專業(yè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人模塊進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)由開環(huán)控制模式完成機(jī)器人各項(xiàng)設(shè)計(jì)功能的目標(biāo)。
3、以示例的形式實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的控制方案設(shè)計(jì)實(shí)踐及相關(guān)控制軟件編制實(shí)踐。
4、可完成直角坐標(biāo)機(jī)器人、圓柱坐標(biāo)機(jī)器人、球坐標(biāo)機(jī)器人、關(guān)節(jié)坐標(biāo)機(jī)器人、冗余自由度機(jī)器人、組合機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及拼裝。

二、主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)和典型機(jī)構(gòu)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)

（1）觀看不同機(jī)器人的自動(dòng)演示過(guò)程，了解機(jī)器人的工作機(jī)制，掌握機(jī)器人各主要構(gòu)成部分及相互間的作用。
（2）拆卸、測(cè)繪、組裝機(jī)器人機(jī)械各零部件，通過(guò)機(jī)器人控制系統(tǒng)的演示功能操控機(jī)器人關(guān)節(jié)動(dòng)作，進(jìn)一步了解機(jī)器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和控制機(jī)理。
（3）伺服電機(jī)模塊，電氣硬件模塊、運(yùn)動(dòng)控制控制硬件模塊的認(rèn)識(shí)及匹配實(shí)踐。
（4）掌握工業(yè)機(jī)器人典型機(jī)構(gòu)：如滾珠絲桿傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)、行星齒輪傳動(dòng)、錐齒齒輪傳動(dòng)、連桿機(jī)構(gòu)、各類帶傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)
（5）掌握機(jī)器人典型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：各種伺服電機(jī)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)等。

2、工業(yè)機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)、制造及評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

模塊化工機(jī)器人是由一系列核心零件構(gòu)成。這些零件為適應(yīng)工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)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(jì)并制定相應(yīng)的加工工藝流程。學(xué)生可以針對(duì)該平臺(tái)的若干典型零件進(jìn)行虛擬的設(shè)計(jì)和分析。并利用學(xué)院條件進(jìn)行一些創(chuàng)造和實(shí)踐。

3、工業(yè)機(jī)器人裝配實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

利用工業(yè)級(jí)精度機(jī)械傳動(dòng)模塊設(shè)計(jì)和拼裝不同自由度、能完成不同動(dòng)作功能的（包括焊接工業(yè)機(jī)器人）工業(yè)機(jī)器人，為學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供充分和靈活的條件和手段。

4、工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析實(shí)驗(yàn)

（1)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)
掌握機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)，變換型式，可裝配性(避免裝配干涉)和裝配準(zhǔn)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(qiáng)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度所需要的結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的協(xié)調(diào)等。
（2）機(jī)器人坐標(biāo)系建立
了解機(jī)器人建立坐標(biāo)系的意義；了解機(jī)器人坐標(biāo)系的類型；掌握用D-H方法建立機(jī)器人坐標(biāo)系的步驟。
（3）機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
了解齊次變換矩陣的概念；掌握機(jī)器人笛卡爾坐標(biāo)系建立的過(guò)程；掌握運(yùn)用齊次變換矩陣求解機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法。
（4）機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
了解齊次變換矩陣的概念；了解機(jī)器人工作空間的概念；掌握機(jī)器人笛卡爾坐標(biāo)系建立的過(guò)程；掌握運(yùn)用齊次變換矩陣求解機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法。
（5）機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃
理解機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的概念；了解機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌跡規(guī)劃方法；理解機(jī)器人相對(duì)運(yùn)動(dòng)位置模式和絕對(duì)運(yùn)動(dòng)位置模式的概念。
（6）、機(jī)器人PTP(點(diǎn)到點(diǎn))運(yùn)動(dòng)軌跡控制
理解機(jī)器人PTP(點(diǎn)到點(diǎn))運(yùn)動(dòng)的概念；了解機(jī)器人PTP(點(diǎn)到點(diǎn))運(yùn)動(dòng)的控制方法；了解機(jī)器人實(shí)現(xiàn)PTP運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。
（6）機(jī)器人CP(連續(xù))運(yùn)動(dòng)控制
理解機(jī)器人CP (連續(xù)軌跡)運(yùn)動(dòng)的概念；了解機(jī)器人CP (連續(xù)軌跡)運(yùn)動(dòng)的控制方法；了解機(jī)器人實(shí)現(xiàn)CP (連續(xù)軌跡)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程；掌握機(jī)器人的直線和圓弧插補(bǔ)控制方法。

5、機(jī)器人示教操作實(shí)驗(yàn)

（1）學(xué)習(xí)使用機(jī)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(jī)器人按照預(yù)先規(guī)定的動(dòng)作運(yùn)行，觀察并記錄運(yùn)行結(jié)果。

6、步進(jìn)電機(jī)控制原理、方法及電路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及控制實(shí)驗(yàn)

（1）步進(jìn)、交流伺服技術(shù)基礎(chǔ)
（2）直線位移控制
（3）速度、加速度控制
（4）角度控制

7、步進(jìn)電機(jī)控制原理、方法綜合實(shí)驗(yàn)

利用專用運(yùn)動(dòng)控制卡進(jìn)行多維位移、速度、加速度、控制實(shí)踐。

8、傳感器及信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)

對(duì)應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的位置傳感器進(jìn)行信號(hào)收集.分析與機(jī)器人位置控制實(shí)驗(yàn)。

9、編程語(yǔ)言學(xué)習(xí)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

VB、C++ Builder、MATLAB等語(yǔ)言，主要用于機(jī)器人控制界面開發(fā)，界面內(nèi)嵌功能模塊開發(fā)，信號(hào)處理，接口與網(wǎng)絡(luò)通信，電機(jī)伺服控制，各種算法等

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