作品包括：

Word设计说明书1份，约18000字

任务书一份

开题报告一份

外文翻译一份

CAD版本图纸，共3张

摘要

在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，机械手作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。机械手的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，机械手主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。

本文将设计一台三关节机器人手臂机构，是模仿人的手臂设计的，这种机器人有肩、肘、腕三个关节自由度，有大臂、小臂两根连杆以及一个机械手组成。臂杆部分是开式连杆系，臂杆主要用于对物体的抓取、搬运、放置工作。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的动力传输系统，控制系统，包括电机的选择、数据采集卡和驱动器的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强传动部分的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：腰部的旋转运动，大臂的俯仰运动，大臂移动副的伸缩运动，能够应用于焊接与装配作业。

关键词：机械手  自由度  伺服  大臂  小臂

目录

摘要    I

Abstract    I

目录    I

第一章 绪论    1

1.1选题背景及意义    1

1.2机器人简介    1

1.3国内外研究现状及发展趋势    2

1.4工业机械手在生产中的应用    4

第二章 机械手臂的设计方案    6

2.1机械手的坐标型式与自由度    6

2.1.1机械手的坐标形式    6

2.1.2 机械手的自由度    8

2.2  移动机器人机械臂的总体设计    9

2.2.1  机械臂结构的确定    9

2.2.2  臂长的确定    9

2.2.3 机械臂设计的主要参数    10

2.3驱动方式    10

2.4 制动器    11

2.5 机器人常用的传动机构形式    12

第三章 机器人运动控制    22

3.1 机器人控制的特点    22

3.2机器人控制的分类    23

3.3 机器人控制系统    25

第四章 控制系统硬件    27

4.1 控制系统模式的选择    27

4.2 控制系统的搭建    27

4.2.1工控机    28

4.2.2运动控制器    29

4.2.3 驱动器    31

4.2.4嵌入式运动控制器端子板    32

4.3 控制器与计算机、驱动器及电机的连接    33

4.3.1 控制器与计算机的连接    33

4.3.2 控制器与驱动器连接    33

4.3.3 驱动器与电机连接    36

第五章 控制系统软件    37

5.1 预想的功能    37

5.2 实现方式    37

5.2.1 直流电机的伺服驱动    38

5.2.2 电机的自锁    38

5.3 软件设计    39

总结    41

参考文献    42

致谢    43

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