Z1926-喂饭机器人设计 下载积分：150　资料编号： Z1926

作品包括:

Word版说明书1份，共67页,约23000字

程序一份

CAD图纸，共17张

摘要

喂饭机器人属于服务机器人范畴，它通过模拟正常人进食时餐勺的取饭、送饭和喂饭动作，来帮助人就餐。世界上的肢体残疾人很多，且在这些人中上肢残疾者占有很大的比重，因此设计一款简单实用的喂饭机器人来帮助残疾人就很必要。

本文主要目的是介绍我组的这阶段的工作内容以及取得的阶段性成果，并且对项目过程中所遇到的问题进行总结分析。我组的主要工作是结合国内外喂饭机器人的研究现状，在分析现有喂饭机器人的优缺点后，自主设计一款四自由度喂饭机器人，包括机器人的总体方案以及整体的控制方案。首先经过小组讨论确定了项目题目--喂饭机器人，并且在机电一体化讨论课上进行了汇报，通过分析验证确定了喂饭机器人的总体方案，通过solid works软件对喂饭机器人进行了三维建模及仿真，确定了机器人各部分的尺寸，同时对重要受力部分进行了受力分析，并且运用Ca'x'a对机器人主要零件进行了详尽的二维图设计；利用机器人学的方法以及Matlab软件进行了运动的正逆分析以及轨迹规划，为编写控制程序确定基础；利用接口技术、微机原理、单片机等学科知识进行电路的搭接以及软件的编写，通过STM32芯片控制喂饭机器人各关节的运动。

通过小组各成员的共同努力，我们完成了主要的工作，包括三维建模，二维图绘制以及STM32芯片的控制程序，经过不断的调试，虽然最后系统不是很稳定，但是也可以实现了喂饭动作，我们会在今后进行更深入的研究。

关键词：STM32  PWM控制舵机  串口  喂饭机器人

目录

第一章  设计综述 1

1.1 智能机器人系统国内外发展现状 1

1.1.1 我国智能服务机器人发展状况分析 1

1.1.2 国外智能服务机器人发展状况分析 2

1.1.3 喂饭机器人发展状况分析 3

1.2 智能机器人系统设计任务概述 4

1.3 课程设计主要内容 5

第二章  方案设计 6

2.1   机械结构方案设计 6

2.2   驱动方案选择 6

2.3   功能模块的选择 7

2.4   结构的合理性及参数的合理性 9

第三章 机械系统设计 12

3.1   机械系统总体方案 12

3.2   关键尺寸设计 13

3.3   关键零部件结构设计 13

3.4   驱动关节运动轨迹规划 17

第四章 控制系统设计 21

4.1   控制系统总体方案 21

4.2   运动控制器选型 22

4.3   舵机控制设计 24

4.4   电源供电电路设计 25

4.5  传感检测外围电路设计 25

第五章 软件系统设计 26

5.1   软件系统总体方案 26

5.1.1  STM32固件库简介 26

5.1.2  软件总体设计 26

5.1.3  子程序设计 27

5.2   位姿控制方案与流程 29

5.3   速度控制方案与流程 30

5.4   轨迹控制方案与流程 30

第六章 装配与调试 31

6.1   机器人系统整体装配 31

6.2   系统调试流程与状况 31

6.2.1  系统调试流程 31

6.2.2  调试出现状况及解决方法 32

6.3   设计创新点 32

6.4   系统缺陷与改进 32

第七章 市场应用前景分析 33

7.1 应用前景分析 33

7.2 目标人群 33

7.3 营销策略 33

项目心得 34

参考文献 35

附录一 成本分析 36

附录二 系统数学建模与轨迹规划 37

（1） 运动学正解 37

（2） 运动学反解 40

（3） 雅可比矩阵 42

（4） 轨迹规划 43

附录三 程序源代码 44

1. 主程序（main.c） 44

2. 定时器驱动代码（timer.c） 56

3. 串口（usart.c） 60

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