作业帮第五代机器人
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/09/24 11:26:01 体裁作文
篇一：ABB机器人
ABB Robot 电机连接结构
ABB机器人本体(机械臂)需要六个自由度，所提供的动力来自于6个三相交流伺服电机，每个交流电机除了三组线圈绕组导线外，还有其他部件的引出 线：一组接PTC，一组接刹车，还有编码器有三组导线。6个电机的刹车电路并联成一路，PTC温度检测6个是串联成一路。 6个编码器的电路与SMB相连。六个电机动力绕组由驱动单元供电。
机器人不工作时，六个电机的刹车电路不通电，电机依靠刹车片摩擦固定，经过减速器后，整个机械机构死锁。工作时，电机通电，刹车电路通电，刹车片松开，电机依靠磁场固定。某个电机温度异常时，PTC总阻值变大，控制器报警停止工作。
ABB最新机器人IRC5的介绍之一
为了让大家认识世界一流水平的ABB机器人，以下是对ABB最新型系统的一个深入浅出的介绍，务求让你全方位地了解ABB机器人的优异性能。
IRC5 System IRC5系统
常规型号： IRB 1400，IRB 2400，IRB 4400，IRB 6600，IRB7600 IRB 指 ABB 机 器 人，
第一位数(1,2,4,6,7)指机器人大小
第二位数( 4 )指机器人研发顺序号。
无论何型号，机器人控制部分基本相同。
IRB 1400：承载较小，最大承载为5kg，常用于焊接。
IRB 2400：承载较小，最大承载为16kg，常用于焊接或搬运。
IRB 4400：承载较大，最大承载为60kg, 常用于搬运或大范围焊接。 IRB 6600：承载较大，最大承载为225kg，常用于搬运或大范围焊接。
IRB 7600：承载较大，最大承载为500kg，常用于搬运。
IRC5硬件实现多台机器人的协调控制
采用模块化设计的IRC5控制器是ABB公司最近推出的第五代机器人控制器，它标志着机器 人控制技术领域的一次最重大的进步与革新。促成这一重大革新的不仅仅是IRC5能够通过MultiMove这一新功能控制多达四台完全协调运行的机器人， 而且还有其具有创新意义的模块化设计，将各种功能进行了逻辑分割，最大程度地降低了模块间的相互依赖性。除此之外，ICR5控制器的特性还包括：配备完善 的通信功能、实现了维护工作量的最小化、具有高可靠性（平均无故障工作时间达80,000小时）以及采用创新设计的新型开放式系统、
便携式界面装置示教 器。
模块
IRC5控制器（灵活型控制器）由一个控制模块和一个驱动模块组成，可选增一个过程模块以容纳定制设备和接口，如点焊、 弧焊和胶合等。配备这三种模块的灵活型控制器完全有能力控制一台6轴机器人外加伺服驱动工件定位器及类似设备。如需增加机器人的数量，只需为每台新增机器 人增装一个驱动模块，还可选择安装一个过程模块，最多可控制四台机器人在MultiMove模式下作业。各模块间只需要两根连接电缆，一根为安全信号传输 电缆，另一根为以太网连接电缆，供模块间通信使用，模块连接简单易行。
每个模块，无论属于何种类型，均可安装在采用相同设计和尺寸一致的 机箱内，机箱占地面积为700 x 700mm，高度625mm。机箱底座面积相同，采用直边设计及简单的双电缆连接方式，实现了模块布置上的全面灵活性。各种模块既可垂直叠放，以尽可能减 小占地面积，也可并排放置，甚至可以最大75m的间距进行分布式布置。采用后一种布局还可确保各种模块处于最佳运行位置；例如，可将控制模块机箱放置在中 央区域，将驱动模块和过程模块机箱靠近机器人工作站摆放。另外，模块间相互依赖性已达到最小化，各个模块均自带计算机、电源和标准以太网通信接口，因此可 以在对其他模块干扰程度最低的情况下更换、调换、升级或再装配。
控制模块作为IRC5的心脏，自带主计算机，能够执行高级控制算法，为多 达36个伺服轴进行MultiMove路径计算，并且可指挥四个驱动模块。控制模块采用开放式系统架构，配备基于商用Intel主板和处理器的工业PC机 以及PCI总线。由于采用标准组件，用户不必担心设备淘汰问题，随着计算机处理技术的进步能随时进行设备升级。
当 前配置为Intel Celeron处理器，频率566MHz，比现有S4Cplus控制器快三倍，可升级至
1.2MHz。2004年底之前，将推出采用Pentium-M处 理器的版本，届时性能将进一步提高。其他功能包括：64MB DRAM（为S4Cplus的两倍），可扩展至512MB；256MB固态闪存，也是S4Cplus的两倍；可选装20GB或更大容量的硬盘，采用托架式 安装，以利于快速更换。通过USB（通用串行总线）可外接大容量外部存储器。
完善的通信功能是IRC5控制器的一个特性。PCI总线扩展 槽中可安装几乎任何常见类型的现场总线板卡，其中包括满足ODVA标准、可使用众多第三方装置的单信道500kBaud DeviceNet，支持最高速率为12Mbps的双信道Profibus DP以及可使用铜线和光纤接口的双信道Interbus。
另 外一个插槽可安装一块三信道以太网卡，其中一个信道可供ABB作为标准选购件提供的Ethernet IP现场总线使用。另外两个信道可连接驱动模块和模块前部的操作员面板。后者可接插外部PC机（便携式电脑），执行系统配置和编程及下载等任务，比使用示 教器更加高效。另外还有一个插槽可用来安装串行接口卡。
每个模块均内置24v直流电源，控制模块中还配备了UPS后备电源，可提供20秒 的安全
关机时间。该UPS电源为无电池电源系统，是IRC5控制器众多“零维护”特性之一。该UPS电源的名称为Ultracap，是一种拥有专利技术的 电容型电源系统，至少可持续使用8年，相当于控制器的使用寿命。ABB是唯一在机器人产品中使用此类电源系统的厂家。
控制模块机箱中安装 的另外一种板卡是急停装置等安全设备的接口卡。机箱（尤其是灵活型控制器的机箱）中留有大量空间，可用来安装辅助电源、I/O、过程设备和其他定制设备， 所有这些设备均可安装在独立的板卡上，以方便组装与调换及用户日后的定制，帮助用户降低内部后勤成本。
使用和安装的便利性是IRC5控制 器的主要设计宗旨之一。模块间双电缆连接设计就是一个典型的方便安装的特性。此外，通过控制模块可“一次”连接多达四台机器人，从机箱前部可方便地操作所 有接线。现场总线和厂内网络以太网接线设置在机箱底座上，便携式电脑的服务通道和外接大容量存储器的USB端口设置在LHS的操作员面板上。主电源开关、 模式选择开关和急停按钮也装配在该面板上，这些组件均可拆卸并远距离布置，如布置在工作站区域的附近。
一个控制模块可连接多达四个驱动模 块，每个驱动模块均自带轴计算机和伺服驱动卡。轴计算机采用Motorola 250MHz PowerPC，其速度为S4Cplus的六倍，能够计算多达9个伺服轴的位置与速度（S4Cplus可计算7个伺服轴），而且能够对多达14个轴进行位 置测量。共能容纳九个伺服驱动卡，采用六合一捆绑方式（6轴机器人），以尽量减少接线、组件和PCB数量，附加轴可单独供应。
控制模块和 驱动模块除了可以采用独立式机箱外，还可选用组合式机箱，即紧凑型控制器，此类机箱的底座同样是700 x 700mm，但高度为900mm，容量比S4Cplus“一体式”机箱小25%以上。紧凑型控制器具备的硬件和性能与采用离散化模块的灵活型控制器相同， 但缩小了为定制I/O板及类似器件预留的空间。另外，紧凑型控制器还可以与过程模块“叠放布置”。紧凑型控制器是单机器人安装的合理选择，不仅如此，通过 增加驱动模块予以扩展后，还能应用于多机器人和MultiMove方案。
从IRC5开发之初起，客户始终是开发工作的中心——强调在设计 中体现高可靠性和维护便利性。减少部件数量是产品设计中提高可靠性的方法之一，如六合一伺服驱动器，使连接器、组件及PCB的数量分别比S4Cplus减 少54%、7%和42%。冷却风扇数量也减至7个，而S4Cplus为9个，主计算机CPU未设置风扇。全封闭式机箱无须设置空气过滤器。其他延长设备寿 命的方法有：选用无电池UPS电源、驱动模块风扇速控装置、可延长轴承使用寿命的硬盘自动转速降低功能以及符合工业耐用性标准的处理器和组件等。
大部分部件通过前开式铰链门即可方便地维护，铰链门采用防尘密封装置，机箱满足IP-54防护等级。机箱中的所有装置无须断开电缆即可装卸。只有变压器和冷却风扇需要通过机箱后盖才可操作。风扇模块采用卡扣式固定装置，便于更换。
上 述所有措施最终造就了长达80,000小时的平均无故障运行时间（按每天24小时每周7天连续运行计算，可连续运行9年以上），在这一方面机器人行业的任 何竞争对手均都无法与ABB匹敌。高可靠性和最小维护量是ABB公司馈赠用户的“一份厚礼”，从而使用户能集中所有精力和资源，充分利用ABB机器人工作 站实现最佳生产绩效。
示教器
同步控制四台机器人实质上是一项复杂的任务，但是，新型操作员界面装置或示教器的诞生，使该任务的实施变得易如反掌。该装置的物理设计和布局以及触摸屏上常见的菜单型Windows“点击”页面，具有很强的用户友好性。
该 装置重量不足1.3kg，采用了人机工程学设计，无论操作员手掌大小，均同样适合左手或右手单手操作。另外，该装置采用7.7英寸（640 x 480像素）图形化彩色触摸屏，可视角度为180度，无论左右手操作均可一览无遗。触摸屏的使用使按钮数量实现最小化，只需8个按钮即可实现快速访问，固 定式和可分配式各4个。该装置唯一的附加设备是ABB特有的、可对机器人进行直观微动控制的3向操纵杆和一个急停装置。因此，布局干净利落、简单易用。另 外，该装置极其坚固可靠，满足IP54防护等级；触摸屏也十分耐用、清洁方便，可防止1米以外的弧焊飞溅损伤。
无论控制一台机器人还是四 台机器人，每个控制模块仅需一台示教器装置，通过一根电缆连接，因此可将杂乱的电缆连接缩小为一个整体单元。另外，示教器支持“热插拔”功能，程序装入控 制器后即可将装置拆下，可避免擅改和擅用现象。另外，还允许若干个IRC5工作站共享一台示教器装置，使客户进一步削减投资和提高精益化水平。
示 教器按照单机装置设计，其作用并不局限于控制器计算机的显示器，因此不会降低后者的性能。示教器采用开放式系统PC架构，自配计算能力，软件与微软公司联 合开发，采用Windows .NET操作系统。示教器是全球第一个开放式机器人界面装置，ABB则是是全球首家采用Windows.NET的工业自动化和机器人公司，在整个制造业可 能也是第一家。该操作系统功能极其强大，具备很强的防病毒功能，可全天候24小时连续安全运行。
各种定制应用程序可使用包括C#语言在内 的各种微软标准开发工具创建，支持中文、日文和韩文等各种亚洲文字，增强了IRC5产品在远东市场的吸引力。用户可充分利用触摸屏上的各种图形和图标进行 操作，用手指而不是鼠标在熟悉的Windows界面中启动或点击工具栏、状态栏和软按钮来创建各种页面。
用户可在各种窗口中设置必要的信息及满足窗口特定用途的软按钮数量，避免屏幕显示多余信息，使显示界面更加干净利落、使用更加轻松便利。显示页面采用了熟悉的图标和图形，进一步增强了示教器的“友好性”，用户无需经过强化培训也可直观地创建各种页面。
运行于示教器中的应用程序可用于执行机器人工作站的各项操作，包括设置、程序装载、过程开发、微调、工作站操作、报告和维修等。示教器可内建用户验证系统，为从程序员和过程工程师到工作站主管和生产操作员乃至维护服务人员等各用户组分配不同的访问级别。
尽 管通过示教器可对各种程序进行编辑，但是由于PC机计算能力更强、软件工具范围更广，使用PC机进行编辑效率更高。控制模块可与PC机相连，不存在任何复 杂的设置或协议问题。连接PC机时，可插入到模块操作员面板上的USB端口直接连接或通过厂内网络间接连接。为了支持PC机编程和系统配置功能，ABB开 发了RobotStudio Online （RSOL），随每套IRC5系统免费提供。示教器与运行RSOL的PC机之间是完全兼容的。
篇二：外骨骼机器人研究发展综
外骨骼机器人研究发展综述
李罗川
摘要
外骨骼机器人又称可穿戴机器人，是一种结合了人的智能和机械动力装置的机械能量的机器人。外骨骼机器人融合了传感、控制、驱动、信息融合、移动计算等综合技术为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构。本文介绍了外骨骼机器人的发展历史以及国内外研究现状，对外骨骼机器人的关键技术：机械结构设计，驱动单元，控制策略进行了研究，分析了其技术难点最后对其发展前景进行了说明。
关键词：外骨骼机器人关键技术
目录
引言................................................................................................................................ 4 1. 发展历史及现状..................................................................................................... 5
1.1国外发展历史现状.......................................................................................... 5
1.2国内发展历史现状.......................................................................................... 8 2. 关键技术分析....................................................................................................... 10
2.1外骨骼机器人的结构设计............................................................................ 10
2.2外骨骼机器人驱动单元................................................................................ 11
2.3外骨骼机器人的控制策略............................................................................ 11
3.外骨骼机器人技术难点分析................................................................................... 14
4.前景展望................................................................................................................... 16
4.1 外骨骼机器人的研究方向........................................................................... 16
4.2 外骨骼机器人技术的应用 ........................................................................ 16
引言
现代机器人所具有的机械动力装置使得机器人可以轻易地完成很多艰苦的任务，比如举起、搬运沉重的负载等。虽然现代机器人控制技术有了长足的发展，还远达不到人的智力水平，包括决策能力和对环境的感知能力。与此同时，人类所具有的智能是任何生物和机械装置所无法比拟的，人所能完成的任务不受人的智能的约束，而仅受人的体能的限制。因此，将人的智能与机器人所具有的强大的机械能量结合起来，综合为一个系统，将会带来前所未有的变化，这便是外骨骼机器人的设计思想。外骨骼机器人实质上是一种可穿戴机器人，穿戴在操作者的身体外部，为操作者提供了诸如保护、身体支撑等功能，同时又融合了传感、控制、驱动、信息融合等机器人技术，使得外骨骼能够在操作者的控制下完成一定的功能和任务。本文通过介绍外骨骼机器人的发展历史及研究现状进一步分析了外骨骼机器人的关键技术，并对其技术难点以及发展前景作了说明，以期在全面认识外骨骼机器人基础上对其开展进一步深入研究。
1. 发展历史及现状
1.1国外发展历史现状
外骨骼系统的最早研究始于20世纪60年代。1962年，美国空军就要求康奈尔航空实验室进行一项采用主从控制方式的人力放大器系统的可行性研究。从1960年到1971年，美国通用电器公司开始研发一种基于主从控制的外骨骼原型机，名字叫做“Hardiman”，如图1所示。
Hardiman采用电机驱动方式，可以像举起10磅那样来举起250磅的重物。但是，由于技术的限制，导致Hardiman的体积和重量过大，无法进行实际应用，慢慢停止了发展。同时期进行外骨骼研究的还有贝尔格莱德大学的Vukobratovic等人，他们的研究主要用于辅助下肢瘫痪患者进行运动康复。尽管只实现了部分运动形式，但是研究过程中得到的平衡算法在双足步行机器人中得到了广泛应用。
随后尽管人体外骨骼机器人经历过一段时间的沉寂，但到20世纪末，由于传感技术、材料技术和控制技术等技术的发展和各种军事、民用需求的凸显使得人体外骨骼机器人再次进入了蓬勃发展阶段，美国、日本和俄罗斯等国均针对人体外骨骼机器人开展了大量的研究工作。
2000年，美国国防高级研究计划局 (DARPA)在出资五千万美元用于资助对能够增强人体机能的外骨骼(EHPA )的研究与开发，研制一种穿戴式的，具有自适应能力的外骨骼系统，使士兵在穿着外骨骼后，行军能力大大提高。DARPA的该项目资助了多家研究机构，
主要有加利福尼亚大学伯克利分校机器人和人体
篇三：名词解释 第五代通讯技术
【名词解释】5G（第5代移动通信技术）
2015/06/09
5G是定位于第4代移动通信（4G）后续规格的新一代移动通信方式。目标是在2018年韩国举办昌平冬奥会、2020年日本举办东京奥运会时开始提供服务。
截止2015年5月，5G标准化活动尚未开始，仍处于各国或设备厂商组成的相关团体站在各自的立场提出5G性能及功能的阶段。但从各国和各团体提出的方案来看，5G规格参数几乎没有差别。
具体而言，最大通信速度为10Gbit/秒以上，端到端延迟仅为1毫秒，可靠性达到99.999％。而且，瞄准的目标对象除了由智能手机扩展而来的移动宽带之外，还包括汽车、机器人、工业设备等的控制、大量分布于环境中的传感器等。
关于实现这种超高速、低延迟、多终端连接技术的途径，虽然目前还有很多地方没有确定，但估计会通过以下方法来实现。（1）当前会使用6GHz以下的频段，与LTE/LTE-Advanced实现兼容，同时进行扩展，（2）使用超过6GHz的频段导入新无线通信方式，（3）导入移动端边缘计算技术。
将通过（1），使以前的终端能够使用，同时还要确保覆盖区域。由于（2）可以在高频率中确保连续的大带宽，因此可用于超高速通信。该系统将通过（1）实现无中断通信，同时通过（2）在各点实现超高速通信。
（3）是指为基站设置计算资源。通过在靠近终端的一端（边缘端）进行处理（而不是利用处理中心的服务器来处理），不仅可减少发送至处理中心的数据处理量，还可以提高向终端发回数据的速度以及终端之间的往返通信速度。可对减少延迟及连接大量终端产生效果。
估计5G规格会通过3GPP打算于2017年前后制定出标准的Release 14列入标准。另外，3GPP已开始讨论Release 13，争取在2016年上半年确定标准。
篇四：焊缝自动跟踪系统-焊接小车设计
毕业设计论文
学 院： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 题 目： 焊缝自动跟踪系统设计 -焊接小车车身设计
2010年6月
摘要
随着制造业的不断发展，传统的手工焊接已不能满足现代高技术产品制造的质量、数量要求，提高焊接自动化程度已成为现代焊接工艺发展的关键问题。焊接机器人的发明使焊接自动化产生革命性的进步，它的出现极大地提高了焊接生产的自动化水平，使焊接工艺的生产效率和生产质量产生了质的飞跃。本文设计了一种能够完成焊缝自动跟踪系统的全位置爬行式焊接机器人系统。
首先，本文从整体上介绍了一种采用履带式爬行机构的全位置焊接机器人系统，详细地阐述了系统的组成和工作原理。该系统由爬行机构、焊接系统、视觉跟踪系统及控制系统组成。
其次，本文介绍了焊接机器人焊接小车部分及焊枪摆动机构的设计情况，对小车车体组成和各部分结构功能进行了说明和分析。
最后，对焊接机器人系统中的送丝机构做了系统分析，介绍了其原理及组成，并对部分部件（送丝轮及其轮轴）做了设计和计算。
关键词：焊接机器人; 焊缝跟踪 ;焊接小车; 送丝机构
Abstract
With the continuous development of the manufacturing sector, the traditional
hand soldering can not meet the modern high-tech product manufacturing quality and quantity requirements, improve welding automation have become key issues in the development of welding technology. The invention of welding robot welding revolutionary advances in automation, which greatly improves the appearance of the production level of automation of welding to welding productivity and product quality produced a qualitative leap.
This paper designs an automatic seam tracking system can complete the whole welding robot crawling position. First, the paper introduces an overall crawler crawling bodies all position welding robot system, the system described in detail the composition and work principle. The system consists of crawling bodies, welding systems, visual tracking and control system.
Second, the article describes some of the welding robot and welding torch welding car body design swing situation, car body components and their structure and function are described and analyzed.
Finally, robotic welding wire feeding system has done a systematic analysis, description and composition of its principles, and some parts (wire wheel and axle) to do the design and calculation.
Key words: welding robot; seam tracking; welding carriage; wire feeder
第1章 绪论
1.1课题研究的目的及意义
焊接是制造业中最重要的工艺技术之一。它在机械制造、核工业、航空航天、能源交通、石油化工及建筑和电子等行业中的应用越来越广泛。随着科学技术的发展，焊接已从简单的构件连接方法和毛坯制造手段，发展成为制造业中一项基础工艺，一种生产尺寸精确的产品的生产手段。传统的手工焊接已不能满足现代高技术产品制造的质量、数量要求。因此，保证焊接产品质量的稳定性、提高生产率和改善劳动条件已成为现代焊接制造工艺发展亟待解决的问题。电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展为焊接过程自动化提供了十分有利的技术基础，并已渗透到焊接各领域中。近20年来，在半自动焊、专机设备以及自动焊接技术方面已取得了许多研究和应用成果，表明焊接过程自动化已成为焊接技术新的生长点之一。从21世纪先进制造技术的发展要求看，焊接自动化生产已是必然趋势。焊接机器人的诞生是焊接自动化革命性的进步，它突破了焊接刚性自动化的传统方式，开拓了一种柔性自动化的生产方式，从而使中小批量的产品自动化焊接成为可[1]。
焊接机器人已经广泛应用于汽车、工程机械、摩托车等行业，极大地提高了焊接生产的自动化水平，使焊接生产效率和生产质量产生了质的飞跃。同时改善了工人的劳动环境[2]。但是，现在焊接领域中自动化程度最高的手臂式机器人在使用时有两个局限性：一个是它的活动范围较小，因为它像一个手臂，手臂长
1.5~2米，也就是其活动半径，所以焊接的工件不能太长，最大范围也不能超过2米。二是它必须用编程或示教进行工作，对不规则的焊缝，特别是在焊接过程中焊缝发生形变时，则很难适应。然而，许多大型工件体积非常庞大，而且必须在工地和现场进行焊接。例如：石化工业中的大型储油罐、球罐，造船业中的各种轮船，对这类产品的焊接，就很难实现自动化，许多建设工作仍然采用人工焊接[3]。因此，给焊接机器人加装各种传感器，使它们具有焊接路径自主获取、焊缝跟踪以及焊接参数在线调整等能力，具有很高的实用价值。机器人焊接过程的自主化和智能化已经成为科研工作者的一个研究重点。移动焊接机器人由于其良好的移动性、强的磁吸附力以及较高的智能，成为解决大型焊接结构件自动化焊接的有效方法[4]。尽管自主移动机器人的实用化研究还不够完善，但移动机器人是解决无轨道，无导向，无范围限制焊接的良好方案。
1.2国内外研究现状
自1962年美国推出世界上第一台Unimate型和Versatra型工业机器人以来，越来越多的工业机器人投入生产使用中。这其中大约有半数是焊接机器人。焊接机器人是在工业机器人上装备焊接系统，如送丝机、软管、焊枪、焊炬或焊钳，并配备相应的焊接电源的自动化焊接装备[1]。
从20世纪60年代诞生和发展到现在，焊接机器人可大致分为三代： 第一代是指基于示教再现工作方式的焊接机器人，由于其具有操作简便、不需要环境模型、示教时可修正机械结构带来的误差等特点，在焊接生产中得到大量使用。
第二代是指基于一定传感器信息的离线编程焊接机器人，得益于焊接传感器技术和离线编程技术的不断改进，这类机器人现已进入应用研究的阶段。
第三代是指装有多种传感器，接收作业指令后能根据客观环境自行编程的高度适应性智能焊接机器人，由于人工智能技术的发展相对滞后，这一代机器人正处于试验研究
阶段。
随着计算机控制技术的不断进步，使焊接机器人由单一的示教再现型向多传感、智能化方向发展将成为科研人员追求的目标[5]。
焊接机器人的技术水平在不断的进步，目前，焊接机器人几乎全部采用交流伺服电机驱动，这种电机因为没有电刷，故障率很低。控制器中普遍采用32位的计算机，除可以控制机器人本体的5－6个轴外，还可以使外围设备和机器人协调联动。例如，日本安川公司的新型焊接机器人控制器NX100技术中，一台控制器能同时控制四台机器人共36轴（每台机器人有本体6个轴，3个外部轴），并且能够使用软PLC对周围装置进行控制。与NX100配套的示教盒也采用了功能强大的Windows CE操作系统。而瑞士的ABB等其他公司也有类似的控制器产品，如ABB的第五代机器人控制器IRC5[6-7]。
配套焊接系统也有很多新的进展，在1993年的埃森展览会上，日本松下公司把旋转电弧焊技术用于弧焊机器人。由于采用旋转电弧焊时，焊丝能够以50Hz以上的频率旋转，所以用这种技术进行焊缝跟踪时，其跟踪精度比机器人经常采用的摆动焊（摆动频率小于10Hz）要高得多[8]。该公司还于1993年首先销售在控制柜中内藏焊机的机器人，依靠数字通讯技术实现了焊机和机器人的结合。并于2004年研制出了TAWERS机器人，实现了焊机和机器人的融合，即由机器人控制器直接控制焊接波形。其中焊机采用了频率为100kHz的逆变电源，体积小巧，控制精度高。焊机和机器人融合的优点主要有焊机和焊枪的动作能够实现同步的精确控制，便于实现缜密的焊接条件控制，并使焊接系统小型化。另外，该机器人把送丝机和机器人手臂做成一体，使送丝机能够配合焊枪的动作进行转动，以保证送丝始终顺畅。
焊接是工业机器人应用最重要的领域之一，随着国外对工业机器人在焊接方面的研究应用，基于生产实践的需要，我国也开始了焊接机器人的研究。20世纪50年以来我国在焊缝自动跟踪方面有了长足发展，技术水平不断提高，并取得了许多应用成果。
我国已发展了各种类型的传感器技术，控制坐标已从单坐标和双坐标发展到了多坐标。20世纪50～60年代多采用接触跟踪，西安交通大学和三桥机车车辆厂是中国从事接触跟踪和电磁跟踪研究较早的单位。60～70年代后期发展了电
篇五：简易机器人设计及制作
昆明冶金高等专科学校
毕业设计论文
设计题目：简易机器人设计及制作
学院：自动化与电力学院
专业：应用电子技术
班级：电子0303班
指导教师：金瑞 张洁 高亮彰
学生姓名：李荣春 苏冲高 王一鸣 史冰凤
目录
第一章 概 述 ....................................................................................................................................... 3
第二章 单片机简介 ................................................................................................................................... 3
2.1单片机发展概况 .......................................................................................................................... 3
2.2单片机的发展史 .......................................................................................................................... 4
2.3单片机的发展方向 .................................................................................................................... 5
2.4单片机的特点 .............................................................................................................................. 6
2.5 AT89C2051单片机简介 ............................................................................................................. 6
第三章 系统电路图及抗干扰技术介绍 ................................................................................................... 7
3.1系统电路实物图 .......................................................................................................................... 7
3.2单片机抗干扰设计 ...................................................................................................................... 9
3.21硬件措施 ............................................................................................................................. 9
3.22软件措施 .......................................................................................................................... 10
第四章 系统设计电路图及工作原理 ..................................................................................................... 11
4.1硬件系统设计 ............................................................................................................................ 11
4.11系统工作原理 .................................................................................................................. 11
4.12系统的工作过程： ........................................................................................................... 12
4.13各系统控制电路图： ....................................................................................................... 13
4.2软件设计 .................................................................................................................................... 14
第五章 制作过程和系统设计的价值 ..................................................................................................... 19
5.1系统制作及安装 ........................................................................................................................ 19
5.11机械手制作及安装 ........................................................................................................... 19
5.12反射式红外检测装置制作及安装 ................................................................................... 20
5.13功放制作及安装 ............................................................................................................... 20
5.14各种辅助设备的制作及安装 ........................................................................................... 20
5.2调试过程 .................................................................................................................................... 20
5.3特点与价值 ................................................................................................................................ 20
5.4总 结 .................................................................................................................................... 21
摘要: 本设计采用Atmel公司生产的8位单片机AT89C2051对小车、功放以及机械手进行控制，通过I/O口输出的信号作为步进电机和MP3的控制信号，信号经过驱动电路驱动步进电机进行运行。带动小车和机械手进行向前和向后运行，同时控制MP3播放语音。
关键词：机器人、手爪、光电检测
第一章 概 述
随着经济的发展，在各行各业的生产及运输过程中，机器人及机械手的使用已经相当普及了，在工厂、码头以及在家里都可以见到机器人，可以说机器人已经无处不在。在这样的情况下我们设计了简易机器人，其目的是为了适应社会的发展以及提高我们的单片机控制技术。它有两个好处。其一 ，我们设计的机器人价格便宜，其二，它的功能比较强大，有了它我们就可以大大节省了人力、物力，极大地提高了生产效率。
我们可以看到，在不同的场合，机器人的形状和功能有很多种，机器人与传输带不同，传输带只能使用在一些固定的地方，它不可能象机器人一样能够在不同的地方进行工作。随着生产工艺和自动化程度的发展，控制方式有了叫大的改变。不过，虽然它们在方式上存在叫多的差别。但在控制思想和电路原理方面，有很多的共同之处，中间都少不了检测输入、数据处理、决策判断、驱动控制等环节。所以，我们制作了这个简易机器人，他的成功制作相当于是把比较昂贵的机械设备成倍缩小。尽管它只是一个模型，但是工业中机器人也可以用类似的原理制作出来，我们的目的只是掌握了解机器人的原理以及各门功课的联系及应用，以便在以后的工作中可以自如应用这些知识。
虽然我们是应用电子技术的学生，我们在三年学习中，主要是学习弱电。但是这次毕业设计及制作过程中，我们使用了模拟电子技术、数字电子技术，单片机技术，光电检测技术，电气控制技术以及机械等技术进行设计及制作。我们把三年中所学的理论知识基本都联系起来了，这次的设计及制作对理论联系实际有了一定的作用，使我们三年中所学的理论知识得到了升华。 本次我们设计的课题主要分三个部分：小车运行控制、语音播放控制和机械手控制。小车上我们采用光电检测技术，在开始端，光电检查并没有取道作用，开始我们让语音进行工作，语音播放完了以后，小车开始前进，当光电检测装置检测到有物体，小车停止运行并播放语音，语音播放完后机械手开始收回并物体抓上然后运行到目的地;在目的地，当单片机接收到光电检查装置的信号时，小车停止运行并启动语音，机械手张开并放下物体，之后机械手收回小车退回出发地，整个工作过程结束。
第二章 单片机简介
2.1单片机发展概况
单片机也被称为“单片微行计算机”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”，单片机一词起源于英文“Single Chip Microcomputer”，简称SCM。在单片机产生时，由于其原理和组成皆源于计算机，所以SCM是单片机的最好的称谓。现在的单片机已经不是刚诞生时的单片机了，现在的单片机已经不是单单的计
2.2单片机的发展史
1974 年,美国仙童(Firchild)公司研制的世界第一台单片微型机F8.该机有两块集成电路芯片组成,结构奇特,具有与众不同的指令系统,深受民用电器和仪器仪表领域的欢迎和重视.从此,单片机开始迅速发展,应用领域也在不断扩大.现已成为微型计算机的重要分支,单片机的发展过程通常可以分为一下几个发展过程.
（1） 第一代单片机(1974-1976):这是单片机发展的起步阶段.在这个时期生产的单片机特点是,制造工艺落后和集成度低,而且采用了双片形式.典型的代表产品有Fairchild公司的F8和Mostek387公司的3870等.
（2） 第二代单片机(1976-1978):这是单片机的第二发展阶段.这个时代生产的单片机随眼已能在单块芯片内集成CPU,并行口,定时器,RAM和ROM等功能部件,但性能低,品种少,应用范围也不是很广,典型的产品有Intel公司的MCS-48系列机.
（3） 第三代单片机(1979-1982):这是八位单片机成熟的阶段.这一代单片机和前两代相比,不仅存储容量和寻址范围大,而且中断源,并行I/O口和定时器/计数器个数都有了不同程度的增加,更有甚者是新集成了全双工穿行通信接口电路.在指令系统方面,普遍增设了惩处法和比较指令.这一时期生产的单片机品种齐全,可以满足各种不同领域的需要.代表产品有Intel公司的MCS-51系列机,Motorola公司的MC6801系列机,TI公司的TMS7000系列机,此外,Rockwell,NS,GI和日本松下等公司也先后生产了自己的单片机系列.
（4） 第四代单片机(1983年以后):这是十六位单片机和八位高性能单片机并行发展的时代,十六位机的特点是,工艺先进,集成度高和内部功能强,加法运算速度可达到1us以上,而且允许用户采用面向工业控制的专用语言,如PL/MPLUS C和Forth语言等.代便产品有Intel公司的MCS-96系列,TI公司的TMS9900,NEC公司的783××系列和NS公司的HPC16040等.
然而,由于十六位单片机价格比较贵, 销售量不大,大量应用领域需要的是高性能,大容量和多功能新型八位单片机.这些单片机有Intel公司的88044(双CPU工作),Zilog公司的Super8(含DMA通道),Motorola公司的MC68CH11(内含E2prom及A/D电路)和WDC公司的65C124(内含网络接口电路),等等.
目前,八位高性能单片机以成为主流,单片机发展具体体现在以下几个方面:
1.CPU功能增强
2.内部资源增多
3.引脚的多功能化
4.低电压低功耗.
2.3单片机的发展方向
目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，今后单片机的发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等方向发展。单片机在出现时，Intel公司就给其单片机取名为嵌入式微控制器。单片机的最明显的优势，就是可以嵌入到各种仪器、设备中。
在目前，用户对单片机的需要越来越多，但是，要求也越来越高。下面分别就这四个方面说明单片机的技术进步状况。
① 内部结构的进步
单片机在内部已集成了越来越多的部件，这些部件包括一般常用的电路，例如：定时器，比较器，A/D转换器，D /A转换器，串行通信接口，Watchdog电路，LCD控制器等。有的单片机为了构成控制网络或形成局部网，内部含有局部网络控制模块CAN。例如，Infineon公司的C 505C，C515C，C167CR，C167CS-32FM，81C90；Motorola公司的68HC08AZ 系列等。特别是在单片机C167CS-32FM中，内部还含有2个CAN。因此，这类单片机十分容易构成网络。特别是在控制，系统较为复杂时，构成一个控制网络十分有用。为了能在变频控制中方便使用单片机，形成最具经济效益的嵌入式控制系统。有的单片机内部设置了专门用于变频控制的脉宽调制控制电路，这些单片机有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列；Motorola 公司的MC68HC08MR16、MR24等。在这些单片机中，脉宽调制电路有6个通道输出，可产生三相脉宽调制交流电压，并内部含死区控制等功能。
特别引人注目的是：现在有的单片机已采用所谓的三核（TrCore）结构。这是一种建立在系统级芯片（System on a chip）概念上的结构。这种单片机由三个核组成：一个是微控制器和DSP核，一个是数据和程序存储器核，最后一个是外围专用集成电路（ASIC）。这种单片机的最大特点在于把DSP和微控制器同时做在一个片上。虽然从结构定义上讲，DSP是单片机的一种类型，但其作用主要反映在高速计算和特殊处理如快速傅立叶变换等上面。把它和传统单片机结合集成大大提高了单片机的功能。这是目前单片机最大的进步之一。这种单片机最典型的有Infineon公司的TC10GP；Hitachi公司的SH7410，SH7612等。这些单片机都是高档单片机，MCU都是32位的，而DSP采用16或32位结构，工作频率一般在60MHz以上。
② 功耗、封装及电源电压的进步
现在新的单片机的功耗越来越小，特别是很多单片机都设置了多种工作方式，这些工作方式包括等待，暂停，睡眠，空闲，节电等工作方式。Philips公司的单片机P87LPC762是一个很典型的例子，在空闲时，其功耗为1.5 mA，而在节电方式中，其功耗只有0.5mA。而在功耗上最令人惊叹的是TI公司的单片机MSP430系列，它是一个 16位的系列，有超低功耗工作方式。它的低功耗方式有LPM1、LPM3、LPM4三种。当电源为3V时，如果工作于 LMP1方式，即使外围电路处于活动，由于CPU不活动，振荡器处于1～4MHz，这时功耗只有50?A。在LPM3 时，振荡器处于32kHz，这时功耗只有1.3?A。在LPM4时，CPU、外围及振荡器32kHz都不活动，则功耗只有0.1?A。
体裁作文