作品包括：

Word设计说明书1份，约10000字

任务书一份

开题报告一份

CAD版本图纸，共3张

Proe三维图一套

摘要

机器人技术是结合许多如计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等诸多学科的学科知识，从而形成的高新技术，是当今研究领域十分重视的课题，机器人在很多领域都得到广泛应用。像机器人这类高科技产品也在不断的进行技术的革新。对一个机器人而言，手腕是一个很关键的部位，它是连接末端执行器与手臂的关键，具有改变或调整执行器方位的作用。

本文的主要任务是设计并控制一个三自由度的机械手腕，在已有的技术资料的基础上，通过分析，选择适合的腕部传动系统结构，然后计算出腕部所需的输出功率，从而推算出腕部所需的电机。在确定电机和传动机构的基础上，对圆柱齿轮和传动中所需的同步带轮以及同步带进行设计，并且对它们进行校核，确定所设计的机械腕部结构能够配合机器人的其他结构进行所需的规定动作。并用PRO/E软件完成3D建模过程。最后通过PRO/E直接导出CAD的工程图图纸。控制系统上选择了单片机与步进电机的配合，规划了电机正转、电机反转、电机加速与电机减速等几部分的流程框图。

关键词:三自由度  单片机  腕部  机器人

目 录

摘要    Ⅰ

Abstract    Ⅱ

第一章 绪论    1

1.1机器人概述    1

1.2机器人现状    2

1.2.1工业机器人的国内现状    2

1.2.2工业机器人的国外现状    3

1.3机器人发展趋势    4

第二章 机械手腕的设计方案    5

2.1技术要求    5

2.2手腕的自由度    5

2.2.1单自由度手腕：    5

2.2.2二自由度手腕：    6

2.2.3三自由度手腕：    7

2.3手腕的驱动方式    7

2.4机器人重要设计参数    8

2.5手腕设计详细说明    8

2.6手腕电机的选择    9

2.7齿轮的设计    10

2.7.1 设计准则    10

2.7.2按齿面接触疲劳强度设计    10

2.7.3计算基本尺寸    11

2.8同步带轮的设计    14

2.9壳体的选择    19

第三章 控制系统硬件    20

3.1步进电机介绍    20

3.2单片机介绍    20

第四章 系统软件设计    22

4.1 系统主程序    22

4.2 查键部分    23

4.3 正转部分    24

4.4 反转部分    25

4.5 加速部分    26

4.6 减速部分    27

第五章 总结    28

参考文献    29

致谢    30

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