（机电毕业设计代做）基于捡球机器人机械爪的自动捡网球机器人的机械爪控制的研制
摘要：本课题主要讲的是在机器人机械爪的基础上来研究设计的自动捡网球机器人的机械爪的控制。
自动捡网球机器人的机械爪的运作动作：
首先是，机械爪先伸出，既是机械爪进行右行；到达网球所在的位置。然后机械爪下降，抓取网球，抓取网球这一动作完成后，机械爪再上升，缩回到原来的位置，缩回既是机械爪左行。再下降到放置网球的框内，最后松开机械爪，网球落进框内。
至此，机械爪便完成了整个抓取网球的动作过程。
当抓取的网球达到了指定的个数时，机械人行走至指定位置，然后，机械爪 下降，抓取网球，上升，机械爪伸出，机械爪松开，重复此动作，直到把网球全部抓取完。本课题就是设计研究的自动捡网球机器人的机械爪的控制。
一、绪论
1.1课题来源及研究意义
本课题来源于日常生活中的实际经历。在生活中得到的提示。
随着社会不断发展，人们的生活水平越来越得到了提高。高科技不再像以前，那么遥不可及。
高科技被越来越普遍的运用到了人们的生活中。给人们的生活带来了许多的便利。
最最明显的当属于智能化的发展了。
机器人是智能高速发展后带来的一种科技的发展。它被运用到了许许多多的方面，像：工业机器人，航空航天机器人，军事机器人，人类的家庭管家机器人等等。
人们的生活水平提高了，人们的追求也不单单是温饱，人们活的更加的细致。越来越注重身体的健康。
所以越来越多的人开始注重运动，养身。随之而来的便是各种各类的健身房，养身馆。
本课题所写的便是娱乐运动相关的：打网球。
在网球馆打网球时，打出去的网球自己自然是不会回来的，打球时，无论在球场上跟人对打，还是在体育馆里自己打球练习，虽然打出去一个，然后会有机器自动发球过来，或者是一个球框里有很多球，打出去了，接不到的话，可以从球框里再重新拿球出来，再打。但是无论是哪种打球方式，只要球打出去了，没有接到，就需要人去捡。
但机器里的球总会发完，那么便需要把球再放进去。球场上打出去的球便得再捡回来。
一般的解决方法有两种，要么打球的客人打完球后自行捡球，把打出去的球再全部捡进球框内，第二种解决方法便是网球馆本身再雇人来进行捡球这一工作。这便会造成人工的浪费了，人来捡，要等到打球的客人打完球后从网球馆内出去，不然如果在客人打网球时，在球场内捡网球的话，打出去的球遇到反弹，便很有可能会造成误伤。
要么就得等到客人打完球离去，被雇佣的人再去捡散落在球场里的球。到作业的人捡完球这一时间段里，这个打网球的场所便不能再作业，等到网球全部被捡完，到下一个人进入这一个管内。这便造成了费时。老板开网球馆的目的肯定是希望盈利越多越好。
一天下来浪费的时间可能还不能算得上多，但若是天天如此，月月如此，浪费的时间加起来得到利用，得到的收益也是很可观的。
用自动捡网球机器人在客人未离开场地时，便可以在场内捡球，便不会浪费人工、时间。省事省时还省力，人工费加上浪费的时间的盈利，便为老板带来了更多的收益。好处很多，所以何乐而不为。
所以，我就想到了自动捡网球机器人。
而又由于网球不像乒乓球一样轻，所以使用机械爪捡球会方便很多。
所以,我在捡球机器人,机械爪的基础上来进行分析设计的。
自动捡网球机器人的机械爪先伸出，到网球所在的位置，然后下降抓取网球，再上升，缩回到原来的位置，再下降到框内，最后松开机械爪。至此，机械爪便完成了抓取网球的动作过程。当抓取的网球达到了指定的个数时，机械人行走至指定位置，然后，机械爪 下降，抓取网球，上升，机械爪伸出，机械爪松开，重复此动作，直到把网球全部抓取完。
这样一来，无论是哪方面都有极大的好处，既省时又省力，一举多得。
1.2国内外机器人应用概况
随着社会的不断发展，社会的整体的面貌越来越趋向于智能。其中自然包括机器人、机械爪等。他们都是智能带给人们的。为我们提供了很多的方便之处。
早在1910年的时候，便有作家卡雷尔·恰佩克在他的小说中提到了机器人这一概念。而移动机器人只是机器人中一个很小的分支。
在六十年代末的时候为了研究人工智能，斯坦福研究院研究了名叫Shakey的移动机器人，后来移动机器人也被运用到了其他的很多领域。像是家庭管家机器人，首先它就得会行走。
在1911年西屋电气公司在美国纽约世博会展示了会行走，说少量的话等等功能的机器人。这一发明是机器人发展史上的重要一刻。虽然，它还没有研究出什么具体的实用性。但它带来的价值是无法估量的。而真正意义上的机器人应该是1914年制造出来的机器人，它是由美国乔治德沃尔成功制造的。又由于他会编程，所以可以算得上是世界上第一台真正意义上机器人。
在1959年有了世界上第一台工业机器人。再后来机器人的发展越来越大。这也是由于其他方面的发展能够支撑起机器人去实现他的一些功能运作。例如：传感器，电动机，计算机的高速发展。
再后来有人提出的机器人三定律更是被学科界的研究者们当做是研究准则，虽然一开始的时候这一概念被提出是在科幻小说中。
而后随着智能发展，机器人发展越来越迅速，到现在的智能型机器人，例如扫地机器人，管家机器人等等。机器人这一概念被运用到了很多领域。
1.2.1国外机器人技术发展与现状
美国虽然历史并没有很长，但不可否认他的强大，无论是军事方面，工业方面还是科学发展方面。
机器人这一概念也是欧方国家先提出来的。
现在美国做为世界第一强国。他们的发展不可小觑。而世界上第一台工业机器人早就在1962年便被美国研制出来了。当然不止美国其他诸多国家都对机器人有诸多研究，例如，日本，英国，法国，德国等等。日本对机器人的研制虽然叫美国落后，但由于一开始美国对于机器人的研究方面主要集中在军事等方面，所以工业机器人反而是后来的日本更为突出。在1968年日本拥有了机器人“尤尼曼特”。当被运用在工业方面时，得到了许多的好处。机器人的许多好处一一被人们所意识到。
其他国家就不一一说了，但对于机器人的发展都是很重视的。由于不断地研究突破，现在的机器人已经是越来越高端、智能了。
甚至在后来的航空航天上都可以发现机器人的身影。
1.2.2国内机器人技术发展与现状
众所周知，中国是一个拥有5000年文化历史的国家。在古代，中国就有过很辉煌的时刻。像大唐盛世，万邦来朝。
虽然后来由于封建制度，闭关锁国等原因造成了中国的落后。但后来新中国的成立也给中国带来了希望与发展。
其实中国历史上也是有“机器人”的。在西周时期，我国便有了会“唱歌跳舞”的“机器人”：也就是木偶。
经过这30年的高速发展。中国又恢复强大。尽管现阶段还是属于发展中国家。但我们国家在不断进步，不断发展。其中就有机器人带来的好处。在工业智能化中就起到了很大的作用。现如今，我国已经掌握了许多机器人方面的技术。
1.3机械爪介绍
机械爪的发展也是可以追溯到很久以前，而工业机械爪可以追溯找1950年代初的。
机械爪跟机器人一样，是美国一开始注重起对它的研究的。
在1958年第一台机械爪便在美国诞生了。刚开始起步自然是跟现在的机械爪的多形态无法媲美的。它安装了回转臂，抓取物件的装置是一块电磁铁。这便是第一台机械爪的雏形。
到20世纪60年代，又有一台名为“Unimate”的机械爪在美国被研制了出来，当然这是在第一台机械爪的基础上进行的。研制这一台机械爪的公司在这一年与普鲁曼公司共同成立了“Unimate”公司。它的意思是“万能自动公司”。
同年，美国更为成功的机械爪“Versatran”被研制出来了，它比前面两种多了更多的功能。
“Versatran”这台机械爪的支撑柱是可回转的，它的驱动方式是为液压驱动，机械爪的臂基本实现了现在机械爪的功能，可伸缩、升降，回转。
后来机械爪的发展更是与微型计算机相结合，得到更高端的机械爪。
当然，不只是美国，其他的国家也研制和运用机械爪。
在20世纪70年代时，德国便也使用了机械爪。主要得到的运用是工业机械爪。
在69年日本引进了机械爪这一技术，并在美国这一技术上加以研究，短短十年时间，日本便在机械爪这一研究上花费了超过百分之40的研究费用。正是由于这种重视，日本在机械爪这一块取得了巨大的成果。
随着机械爪的发展，第一代越趋于成功，便逐渐有了机械爪二代，机械爪三代，机械爪甚至有了感觉、触感。于是便研制出了触觉机械爪等更高端的机械爪。
当然一代机械爪更比前一代机械爪功能强大，高端智能。然而与之相反的是它的价格反而降低了。
1.4本论文的主要研究内容
本论文主要研究自动捡网球机器人的机械爪的控制。设计内容主要包括：
1．自动捡网球机器人的机械爪的总体结构设计；
2．自动捡网球机器人的机械爪硬件构成；
3．自动捡网球机器人的机械爪软件设计；
4．自动捡网球机器人的机械爪plc程序编辑，及plc的选型；
5．自动捡网球机器人的机械爪触摸屏的选型及控制；
6．自动捡网球机器人的机械爪内部元器件的选型。
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