N954-下围棋机器人手臂设计 下载积分：120　资料编号： N954

作品包括:

Word版说明书1份，共48页，约20000字

任务书一份

开题报告一份

外文翻译一份

CAD版本图纸，共14张

摘 要

据统计现在世界下围棋的人数正在不断增加，而且不仅仅是传统的对弈，还有网络围棋也在兴起。随着机器人技术的发展，其应用领域正在逐渐扩大，从传统的工业领域走向娱乐领域，于是产生了各种棋类机器人。有理由认为，围棋机器人系统的开发有广阔的市场前景。对照目前世界上陆续出现的象棋和国际象棋机器人等下棋机器人娱乐设备，围棋机器人方面仍显空白，其人机交互功能方面也有所欠缺。原因有三点：一是由于象棋和国际象棋长期以来在国内和国际占据统治地位，而国粹又过分阳春白雪；二是由于围棋的特殊性，如棋盘点多格密(定位精度要求高)，一开局就没有固定的棋子位置(棋子需要从棋罐中抓取)，棋子形状 (夹持装置)，棋子越下越多且位置和数量随机(图像识别构成闭环系统，国际象棋、象棋系统可以采用开环控制)，有提子(需要敏捷的提子装置)、打劫、多种禁着(游戏程序的复杂性)等特殊的对弈规则，因此动作控制系统与象棋有较大差别；三是下棋机器人相关设备还只作为高科技玩具来开发，实际使用较少，没有重视交互性。

本次我设计的是下围棋的机器人手臂，机器人手臂是机器人的主要部件，如何让机器人的动作更加人性化，更加高效、稳定一直是机器人手臂研究的主要内容之一。这次我设计的围棋机器人手臂包括五个自由度，采用关节式坐标系，动作关节采用步进电机驱动谐波减速器减速，避免了液压驱动的清洁性问题和气动的不稳定问题。手爪抓取动作由一个电磁体进行驱动，所有的电机和运动控制卡控制。

关键字：围棋，机器人手臂，五自由度，步进电机，谐波减速器 

目录

1. 绪论 1

1.1. 引言 1

1.2. 国内外发展概况 1

2. 总体方案 5

2.1. 电机种类的选择及传动方案的确定 5

2.1.1. 驱动电机种类的选择 5

2.1.2. 机械结构传动方案 6

3. 机械结构的设计 7

3.1. 机器人手爪的设计 7

3.1.1. 手指的设计 7

3.1.2. 锥形块的设计及弹簧的选择 7

3.1.3. 电磁铁的选择 8

3.1.4. 手爪外壳尺寸设计 8

3.2. 腕部的设计 9

3.2.1. 腕部角度电机的选择 9

3.2.2. 联轴器选用 10

3.2.3. 连接轴5的设计 12

3.2.4. 腕部垂直电机4的选用 15

3.3. 肘部的设计 21

3.3.1. 小臂的设计 21

3.3.2. 肘部电机3的选择 21

3.4. 肩部的设计 26

3.4.1. 大臂的设计 26

3.4.2. 肩部电机2的设计 27

3.5. 底座的设计 32

3.5.1. 肩板的设计 32

3.5.2. 底座电机1的设计 32

4. 控制部分设计 33

4.1. 控制方案的总体设计 33

4.2. 围棋软件 33

4.3. 机械手的工作的流程 34

4.4. 机械手的简介 35

4.4.1. 机械臂的机构和传动系统 35

4.5. 步进电机驱动部分 36

4.5.1. 手腕角度步进电机5驱动器的选择 37

4.5.2. 带谐波减速器的步进电机驱动器的选择 37

4.6. 步进电机的制动 38

4.7. 棋盘信号检测和反馈 39

4.8. 运动控制卡的选用 40

4.8.1. 运动控制卡型号 41

5. 结论 42

6. 参考文献 43

7. 致谢 44

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