機(jī)器人寫字方案

機(jī)器人寫字方案需求單位〔甲方〕：承制單位〔乙方〕：日照海大自動化日期：2014-06目錄第一局部背景介紹...........................................................................................3第二局部方案說明..........................................................................................4第三局部握筆裝置的設(shè)計...............................................................................7第一局部背景介紹工業(yè)機(jī)器人的特點工業(yè)機(jī)器人最顯著的特點有以下幾個：(1)可編程。生產(chǎn)自動化的進(jìn)一步開展是柔性啟動化。工業(yè)機(jī)器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過程中能發(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統(tǒng)中的一個重要組成局部。(2)擬人化。工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等局部，在控制上有電腦。此外，智能化工業(yè)機(jī)器人還有許多類似人類的“生物傳感器”，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負(fù)載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業(yè)機(jī)器人對周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。(3)通用性。除了專門設(shè)計的專用的工業(yè)機(jī)器人外，一般工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時具有較好的通用性。比方，更換工業(yè)機(jī)器人手部末端操作器〔手爪、工具等〕便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。(4)工業(yè)機(jī)器技術(shù)涉及的學(xué)科相當(dāng)廣泛，歸納起來是機(jī)械學(xué)和微電子學(xué)的結(jié)合-機(jī)電一體化技術(shù)。第三代智能機(jī)器人不僅具有獲取外部環(huán)境信息的各種傳感器，而且還具有記憶能力、語言理解能力、圖像識別能力、推理判斷能力等人工智能，這些都是微電子技術(shù)的應(yīng)用，特別是計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)。因此，機(jī)器人技術(shù)的開展必將帶動其他技術(shù)的開展，機(jī)器人技術(shù)的開展和應(yīng)用水平也可以驗證一個國家科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的開展水平。工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個根本局部組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3～6個運(yùn)動自由度，其中腕部通常有1～3個運(yùn)動自由度；驅(qū)動系統(tǒng)包括動力裝置和傳動機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號，并進(jìn)行控制。工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動形式分為四種。直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個直角坐標(biāo)移動；圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動作；球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮；關(guān)節(jié)型的臂部有多個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。工業(yè)機(jī)器人按執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的控制機(jī)能，又可分點位型和連續(xù)軌跡型。點位型只控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)由一點到另一點的準(zhǔn)確定位，適用于機(jī)床上下料、點焊和一般搬運(yùn)、裝卸等作業(yè)；連續(xù)軌跡型可控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按給定軌跡運(yùn)動，適用于連續(xù)焊接和涂裝等作業(yè)。工業(yè)機(jī)器人寫字繪畫的案例因為機(jī)器人的臂部靈活，數(shù)字控制下運(yùn)動軌跡準(zhǔn)確，用機(jī)器人寫字的案例并不少見。重慶第十一屆高交會手臂機(jī)器人正拿著毛筆寫“重慶”二字。提筆、鋪紙、蘸墨汁、落筆……隨著這一套行云流水的動作完成,兩個秀美的漢字“重慶”出現(xiàn)在宣紙上?？闪钊梭@嘆的是,握筆寫字的居然是一臺“右手”只有兩個“手指”,“左手”是一個圓球的雙臂智能仿生機(jī)器人?！斑@臺機(jī)器人是有手感的,它落筆的輕重、用力的順序,完全和人類一樣,所以才能寫出規(guī)整的漢字?！敝锌圃褐悄苌窠?jīng)機(jī)械電子中心的工作人員介紹,這臺機(jī)器人的雙臂具有觸覺,能夠根據(jù)接觸的物體質(zhì)感控制用力大小。除了書法,它還能被應(yīng)用到做微創(chuàng)手術(shù)、幫助病人康復(fù)等領(lǐng)域。在效勞體驗區(qū)，一只橘紅色的機(jī)械臂正夾著一支中性筆在畫《清明上河圖》，桌面上1米多長的畫卷已畫好了一半。畫面上的風(fēng)景、建筑、人物，繁復(fù)眾多，惟妙惟肖。英國機(jī)器人展上，一款叫做“保羅”的藝術(shù)機(jī)器人，它能夠描繪人物肖像第二局部方案說明我公司辦公室現(xiàn)有演示機(jī)器人一臺，型號為HER50，具體參數(shù)：該機(jī)型為六軸機(jī)器人能夠完成較為復(fù)雜的動作，而寫字動作只是在一個平面做二維的運(yùn)動，通過編程可是實現(xiàn)。具體動作，第一軸主要控制橫向運(yùn)動，即筆畫“橫”，其余軸那么控制縱向運(yùn)動，即筆畫“豎”，各軸互相配合，使軌跡在一個平面內(nèi)。同過第三方編程軟件，可以控制筆尖的軌跡。只要在機(jī)器人手部安裝能夠握筆的裝置，就可以實現(xiàn)機(jī)器人寫字。第三局部握筆裝置設(shè)計方案一在機(jī)器人手部安裝一個電動爪手，可以實現(xiàn)機(jī)器人自己將筆拿起，優(yōu)點是演示的時候顯得機(jī)器人更高級，智能。有了電動機(jī)械爪手也可以做其他演示用，搬運(yùn)物品等。缺點是本錢較高，SMC電動夾手價格6000元，且貨期較長