工业机器人毕业论文范文

前言：我们精心挑选了数篇优质工业机器人毕业论文文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

光阴似箭，岁月如梭。转眼间，四年的本科生涯已经接近尾声。回想起这几年的学习生活，回想起这些年经历与成长，回想起那些帮助过我的人，感激之情，油然而生。

衷心感谢我的指导老师谷良贤教授。从课题选题到论文结束，谷老师不仅给我提供了便利的工作条件和工作环境，还对我悉心的指导和热情的鼓励，使我能够顺利地完成毕业论文。谷老师与航天四院联系，才使我得到了宝贵了资料与模型。在完成论文的过程中，谷老师提出了许多宝贵的方法，对我论文的结构与内容提出了很多细致的修改意见。谷老师严谨的治学态度，认真负责的精神深深影响着我，将成为我今后人生道路上的一笔宝贵的财富。

衷心感谢我的研究生导师龚春林副教授。在保研之前就听说龚老师，工作认真、学术严谨，对待学生真诚友善。在完成论文的这半年多时间里，深刻感受到了龚老师治学、为人的人格魅力。由于龚老师的指导，使我对火箭总体设计、气动特性参数化设计、弹道数值仿真计算有了更深层次的理解，还培养了我提出问题与解决问题的好习惯。

感谢航天四院中天火箭公司为我毕业设计提供宝贵的数据与模型，是他们的技术支持，才让我的毕业论文顺利完成有了保障。

感谢航天系统工程系教研室、陈兵、郭金雷、王昂、仇理宽等师兄，王青、张青等师姐。他们在我做毕业设计的半年多时间内，一直给我提供无私的帮助。在弹道设计、气动特性计算、结构仿真方面，不仅给我提供了大量的有价值的参考资料，还详细给我解释了我所遇到的学术上的许多难点和疑点，教我做科研的方法和思路，使我能更快地适应今后的学习和工作。

感谢康博翼、赵成泽同学对我毕业论文中弹道计算与仿真的帮助；感谢胡寒栋、方海同学对我气动特性设计与仿真的帮助；感谢樊健平、朱海珍同学在结构机构设计与仿真中给我的支持；还感谢那些给予我帮助、支持与鼓励的同学，这里就不一一例举了。从确定保研至今，在航天北楼503教研室学习近10个月，这段时间跟同学们一起学习生活，不仅增长了知识，更增加了友谊，成为了我记忆中又一段美好的时光。

感谢航天学院09本科生辅导员顾振芳老师，从入学开始到现在，他对我学业、社会活动、科技竞赛上的关心与指导，才使我从大一的迷茫中走出来，才使我找到一条合适自己发展的道路。感谢机电学院王淑侠副教授、刘援越副教授，是她们对我在三维设计方面的指导，才使我多次获得国家级竞赛奖励。感谢西北工业大学教务处李辉副处长和舞蹈机器人创新实践基地指导老师黄英亮老师，在他们的支持下，完成了大型项目救援机器人的设计与实现，使我和我的团队的学术水平得到了进一步提高。

深深感谢含辛茹苦将我养育成人的父母，他们出身卑微、生活艰苦、工作劳累，却在我十八年的寒窗求学生涯中，无时无刻地牵挂着我的学习与生活，不仅为我提供可靠的物质基础，让我得以安心学习；更是给了我无尽支持与鼓励，让我在挫折与失败中能够重新获得力量。父母自力更生、艰苦奋斗的精神时刻鞭策着我，不仅促使我顺利完成本科生阶段的学习，更使我养成了自强不息的人生品格。感谢与我一起成长的姐姐，她一直对我关爱有加，使我有个快乐童年，得以健康成长。在小学与中学阶段，还对我学业给予指导。我们一起分享生活中的苦与乐，感受亲情的温暖。

最后，再次向所有给予我指导、关心、帮助、支持与鼓励的师长、亲人、朋友和同学致以深深的敬意和衷心的感谢，衷心地祝福他们身体健康，工作顺利，平安幸福！

2013年6月

第2篇

关键词 毕业设计 机器人 本体设计 本科生

中图分类号：G642.477 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2017.04.019

Abstract Robots are the hot topic in graduation design of many undergraduates from engineering majors currently. Body is the most important part of a robot， and its design is the basis of other parts of the robot， such as control， vision and touch. In this paper， the common mistakes of graduation design of undergraduates about robot bodies are summarized and the corresponding solutions are provided. This work will help undergraduates to design robot bodies better， and to give some references to the relevant instructor to control the quality of graduation design.

Key words graduation design； robot； body design； undergraduates

0 引言

C器人作为“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志，是中国实现中国制造2025的关键。机器人已成为高校工科专业关心的热门主题，许多工科专业本科生的毕业论文主题与机器人有关。毕业设计是普通高等学校培养人才极为重要的教学环节，旨在煅炼学生综合应用所学的各种理论知识和技能进行全面、系统地解决实际问题的能力。然而，许多本科生在毕业设计中对机器人本体进行设计时，对一些重要的设计方法理解不到位，进行了错误的设计。

1 机器人本体运动学计算分析中的常见错误分析

机器人的运动学分析包含位置正反解、速度正反解和加速度正反解。运动分析是机器人力学分析、工作空间分析和控制系统设计的基础。因此，只要本科生的毕业设计中涉及机器人本体设计，必然包含运动学分析。运动学分析的核心是建立位置正反解、速度正反解、加速度正反解的数学模型。许多本科生在进行机器人的运动学计算分析时常出现如下错误。

1.1 位置分析中运用解析法和数值法的错误分析

位置求解的本质是求解一组有约束方程构成的非线性方程组。解析法是指从约束方程求解出描述机器人的驱动输入角（线）位移与末端执行器输出位姿之间关系的一个严格的函数表达式。这种函数表达式的重要特征是给出任意的自变量就可以求出其因变量。数值法是指在给定驱动输入位移（或末端执行器输出位姿）条件下对约束方程采用某些数学算法，如数值逼近法、插值法等获得一个近似于真实末端执行器输出位姿（或驱动输入位移）的解。一般而言，位置分析更希望得到解析解，因为有了解析解，后续的运动性能分析、力学性能分析和工作空间分析更加方便，但很多时候只能得到位置分析的数值解。

对于机器人位置分析，本科生在毕业设计中常见的错误如下：

（1）误判解析解和数值解。根据机器人中的几何限定关系列出约束方程后，仅仅从方程的形式上很难判断出它们是否能被解析法求解。由于有的解析求解过程较为复杂，许多本科生在求解过程遇到困难时就断定没有解析解，但实际上解析解却存在。

（2）把解析法误认为数值法。有的学生在毕业设计中求解机器人本体的位置正解和反解时，有时把平台参数和杆长参数指定为具体数值，能够方便得到求解结果，却称这是数值解。

（3）乱用数学算法方法求得数值解。对于解析解分析过程太过复杂或用现有的数学手段无法得到解析解时，数值解是必然选择。但数值算法有很多，许多本科生在毕业设计中不知该选择那种算法才有效，大多是凭感觉选择。

对于上述错误，本科生在进行相关的毕业设计时应该掌握的一个一般规律：串联机器人位置反解和并联机器人的位置正解一般很难得到解析解，大多数只能通过数学算法得到数值解。其次，应该注意解析法和数值法的内涵区别，只有用了数值逼近、迭加或搜索等算法才能称为数值法。目前较为有效的数值算法是牛顿-拉夫逊方法，其要点是把非线性方程求解过程变成反复地对相应的线性方程进行求解的过程。

1.2 用求导法建立速度和加速度模型的错误分析

如果求出的位置解表达式不复杂，对其直接求导能得到速度模型，对其求二次导就可以得到加速度模型。但当位置解表达式很复杂导致它的导数不能求出时，只能采用别的方法进行速度和加速度模型。

本科生在毕业设计中一般都采用求导法来分析机器人的速度和加速度。如确实能求导的他们就列出求导后的结果。如本来不能求导的他们就只列出表示求导的式子，只是形式上完成了速度和加速度分析，这种做法实质上是错误的。

对于不能用求导法进行速度和加速度分析的机器人，基于螺旋理论的影响系数法是一个很好的方法。该方法不需要求导，能极简单显示表达出机器人本体的正反速度和加速度模型。

2 仿真分析中的错误分析

为了证明已建立的机器人的运动学数学模型是否正确，往往需要用计算机软件建立机器人的仿真模型进行分析验证。常用来建立机器人仿真模型的软件有Solidworks、UG、Matlab、Adams、Ansys等。只有当仿真结果与计算结果一致时，数学模型才能被认为是正确的。进一步才能将数学模型用于控制算法中，或用来分析机器人的性能。只有在正确的数学模型上所开展的研究才是有意义的。

但是关于仿真分析，一些本科生在进行毕业设计中出现了如下错误：

（1）将Matlab计算结果误认为是仿真结果。由于运动学分析中涉及的约束方程一般需要借助Matlab 软件编程求解。在程序中给定输入值可以得到输出值，进一步根据这些值可以绘制出曲线。一些本科生在毕业设计中误认为这些值和曲线就是Matlab仿真得到的。

（2）缺少计算值与仿真值的对比。一些本科生在毕业设计中虽然完成了仿真分析并列出了仿真结果，却没有和计算分析的结果进行对比。

（3）误认为毫米级误差就可以算正确。一些本科生在毕业设计中虽然进行了仿真结果和计算结果的对比，但有的出现了毫米级的误差，就认为这样的误差是可以忽略的，认为建立的数学模型是正确的。

τ谏鲜龃砦螅本科生在进行相关的毕业设计中应该正确认识用Matlab软件进行计算和仿真的区别：编写程序求解约束方程是计算而非仿真，Matlab软件中用于机器人本体仿真的模块是SimMechanics。仅仅列出仿真结果和计算结果，而不进行对比分析，那么仿真是没有意义的。由于计算机软件的计算和仿真默认的数值精度是10～8毫米，考虑到截断误差和累积误差，计算结果和仿真结果的误差一般是微米级。出现毫米级误差说明计算结果和仿结果是不一致的，需要重新检查数学模型和仿真模型，直到误差很小。

3 基于雅克比矩阵进行性能评价的错误分析

早期，关于机器人的研究主要集中在串联机器人。雅克比矩阵的条件数被用来评价串联机器人的灵活性和可操作性。近几十年，并联机器人取得了蓬勃发展。许多本科生在毕业设计中进行并联机器人的本体设计时，也用雅克比矩阵的条件数来评价其性能。然而， 2006年法国著名机器人专家Merlet 教授论证了不能用条件数来评价含有转动和移动输出的并联机器人。究其原因是有混合输出的并联机构的雅可比矩阵量纲不一致，将导致条件数没有明确的物理意义。

2006年后，许多并联机器人的专家开始了新的性能评价指标研究，主要集中在基于螺旋理论的力传递指标与运动传递指标。近些年机器人领域的国际和国内权威期刊上的论文基本没有用条件数来评价有转动和移动输出的并联机器人。因此，对于毕业设计中涉及有转动和移动输出的并联机器人，用雅克比矩阵的条件数来评价其性能是错误的，建议从力传递性能和运动传递性能指标来进行评价。

4 结论

机器人已成为高校工科专业师生研究的热门主题，许多大学生毕业论文大多涉及机器人本体设计。本文对本科生毕业设计中涉及机器人本体运动学计算分析，仿真分析和性能评价中的常见错误进行了分析，并提供了解决办法。本文的工作有助于本科生正确地进行机器人本体设计，提高毕业设计的质量。

参考文献

[1] 张付祥，李文忠.现代设计方法在机械学科本科毕业设计中的应用[J].中国现代教学装备，2011（11）.

[2] 薛彩霞.本科毕业设计（论文）存在问题及质量控制措施[J].高教论坛，2011（11）.

[3] 熊有伦，丁汉，刘恩沧.机器人学[M].北京：机械工业出版社，1993.

[4] 黄真，赵铁石，赵永生.高等空间机构学[M].北京：高等教学出版社，2006.

第3篇

第1章 引言1

第2章 设计思想2

第3章 编码数据设计4

3.1 控制系统的选择4

3.2 系统控制的编码设计4

3.2.1 编码器和计数器的原理及选择4

3.2.2 系统控制的参数设计7

3.3 计数器的控制与工作方式10

3.3.1 计数器的工作方式10

3.3.2 计数器的管理与控制10

3.3.3 计数器I/O端口分配11

心得体会 12

自动跟踪（AutoTrack）高速运动体的测量仪，它可以通过编程执行“智能巡逻”，即按照预先编程的巡逻路线扫描1个区域，当发现运动后，摄像机会停止继续执行巡逻的程序，而对目标图像变焦放大，并跟踪目标，以便将运动录像，并发出报警。这些动作都不需要操作人员的帮助，使操作人员能处理报警或采取其它行动。目前这种仪器的应非常的广泛，可广泛用于大楼、银行、机场、车站、海关、交通、电力、厂矿企业等安防监控场合，也在现代机器人尤其是工业机器人中应用，最为广泛的是在交通方面。