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1、本科毕业设计开题报告课题名称投球机器人结构设计学院专业班级学号姓名指导教师教研室主任院长2022年12月11日1 .选题的依据和意义本次研究的课题的依据主要是投球机器人是在现代化机械的发展上出现的一种新型的机械传动结构，能够实现在练球工作中帮助操作者实现捡球并传球的过程。近年来的发展过程中，随着科学技术的发展以及先进电子设备的发展，电子技术特别是电子计算机的广泛应用，投球机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了自动化投球上不同种类球型的投递工作，从事和代替人们在投球上的工作，降低练习上的人员配置和多余劳动力的浪费。主要的工作内容是通过机械手能更好地实现与机械
2、化和自动化的有机结合。通过查阅相关的机器人设计的资料，了解投球机器人的工作原理和实现的工作意义，本次课题主要研究的是投球的机械手夹爪、底盘（底座）、篝火盘、机械臂、主支撑杆、手臂等传动机构的结构设计和分析，设计个传动部件的结构形式，精二维机构的绘制和组装，实现整体投球机器人的总体结构绘制。其设计的意义重大，实用性比较强，在现在篮球馆、足球场、网球馆等市场上的使用范围广泛，是现代机械传动设备中机器人领域的重要组成部分。在我国机械人的发展过程中，研制出的各类机器人用传感器获得工作对象周围的外界环境信息、位置信息、状态信息以完成模式识别、状态检测，提高运动速度和运动精度，减少重量和占用空间，加速机器
3、人功能部件的标准化和模块化,将机器人的各个机械模块、控制模块、检测模块组成结构不同的机器人。随着现代化生产技术的提高，机器人设计生产能力进一步得到加强，尤其当机器人的生产与柔性化制造系统和柔性制造单元相结合，从而改变目前机械制造的人工操作状态，提高了生产效率。我国的设计和制造的运载机器还有相对比较价格低而且技术不是很先进的，能够实现的运载的功能还不是很全，在多功能的基础上不能达到一个非常先进的运载智能化水平，使得机器人的智能化处理技术还需要更好的创新和改进。在本次的设计上，在机构的结构设计中，实现对自动化程度上的提升，达到对投球机器人运动上的稳定性和投球上的可靠性，防止在投球的过程中实现掉落和
4、对设备的破损等情况。在投球结构的设计上，通过采用合理的夹持传动形式，保障在对投球过程上的安全性。实现在长期的工作上结构性能的稳定性和可靠性要求。2 .研究的基本内容，拟解决的主要问题在主要传动结构设计上，分为机械化的机构和电气化传动的结构形式。在电气设计上，主要通过电机和减速机等实现对整体结构的控制和驱动。机械化传动的结构设计上，通过齿轮传动和轴系结构，采用合理的轴承和传动键，实现在机械化结构设计上的可行性，达到机械传动的基本哟求。完成在设计上的传动中，对各结构形式的选择和设计，对各机械传动部件进行结构上的布置和自由度的分析，达到设计的目的，提高传动上的灵活性和稳定性。设计的投球机械手投球搬运
5、的机械手，要在结构上实现简单化，在工作上达到灵活性和操作上的便捷性。从人工的角度上降低工作强度。实现自动化高程度的发展趋势。a.可以实现捡拾球体、调整投球的角度等结构上的便捷方便；b.设计的投球机器人的结构形式简单，使用上的工作安全性能高；c.本次的设计结构合理，在设计上很多地方采用标准件来设计，以降成本和解决设计的可靠性的原则；d.在投球机械手的自动化设计上采用电气等控制的方式来完成。3投球机器人的结构简图中，电机正转反转，可以实现蜗杆的旋转，蜗杆旋转实现蜗杆执行臂上升或下降,下降过程中，有1带动2同步向下，3固定点，所以4将向里运动，6固定，在4/5的作用下实现夹紧。同理，上升的时候，2将
6、向上运动，4/5向外运动松开。实现整个投球夹持器的工作循环过程。图2：运载机器人的结构简图4 .研究步骤、方法及措施在设计上，要满足对不规则表面球体的夹持和投射，设计的结构要在现有的市场上的投球机械手的基础上有设计的优势，设计结构简单，制造成本合理,稳定性良好，在工作中的适应性可靠，主要部件及内容如下所示：（1）确定投球机械手的工作原理及各轴传动驱动方式设计；（2）确定投球机械手夹持传动的结构形式；确定齿轮投球机械手的夹持原理，夹持形式的选择；（3）满足不规则表面的球型夹持要求，实现投球过程的可靠性要求。通过以上的设计要求，本次设计的欠驱动的投球机械手，在结构参数的设计和结构形式的选择上，优先
7、考虑满足投球的要求，采用机械系统实现对智能化控制的机械传动系统的结构设计。5 .研究工作进度（1）应用现场实习实践、查阅中、外文资料、英文翻译：第3周前完成；（2）设计方案论证与确认，编写开题报告3000字：第4周前完成；（3）计算分析及结构设计、绘制图纸2.5A0：第9周前前完成；（4）编写设计说明书1.2万字、准备答辩汇报材料：第10周前完成。6 .主要参考文献1宋吉来，俞建成等.轮桨腿一体化两栖机器人控制系统设计J北京：微计算机信息.2009.2张毅刚，赵光权，孙宁等.TMS3201.F240X系列DSP原理、开发与应用D.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.2006.3熊新民，曹毅等.智能机
8、器人运动关节集成驱动控制器研究J北京：微计算机信息.2009.4高峰,冯培恩,高宇,周波,张强.挖掘机器人液压传动的伺服控制策略.北京：液压与气动.2002.5廖万辉，李琳等.基于机器视觉的工业机器人定位系统J北京：微计算机信息.2009.6程宪平.机电传动与控制.北京：华中科技大学出版社.2003.7郭仁生.机械设计基础.北京：清华大学出版社.2001.8张群生.液压与气动传动.北京：机械工业出版社.2007.9液压总纲.北京：国防工业出版社.2007.10电力拖动控制系统.北京：清华大学出版社.2003.11机械制造专业毕业设计指导.北京：化学工业出版社.2007.12王承义.抓取物体机械
9、手及其应用.北京：机械工业出版社.1981.13朱龙根.机械系统设计.北京：机械工业出版社.2004.14左健昆.液压与气压传动.北京：机械工业出版社.2005.15孔玉安.液压技术在工程中的应用.江苏科学技术出版社.1986.16孙志礼.机械设计.沈阳：东北大学出版社.2000.17BahiaKelkoul,AbdelmadjidBoumedieneStabilityanalysisandstudybetweenClassicalSlidingModeControl(SMC)andSuperTwistingAlgorithm(STA)forDoublyFedInductionGenerator(DFIG)underWindturbineJEnergy,2020.18JieWang,XiaoMa,Hongchao1.ietal.Self-triggeredslidingmodecontrolfordistributedformationofmultiplequadrotorsJ2020.Z指导教师意见指导教师签字：年月日8.答辩委员会意见答辩委员会主任签字:
