与大臂做成体，大臂的截面形状采用等强度处理在各个关节的结构设计中，充分考虑到附加载荷对电机轴的影响，回转关节轴的载荷通过固定在其两端的轴承把负载的附加载荷传递到轴承上，从而保护了电机和减速器在进给机构的设计中，滑动丝杠自锁性可以很好的保护工件不会在断电的情况下落，造成意想不到的事故由于时间有限，本次设计还存在着定的不足，还有待进步提高，展望如下在传动系统的结构设计中，由于考虑到结构的紧凑型和尽量简单的特点，故把小臂驱动电机安装在小臂的回转关节轴上，但这样会造成大臂附加载荷过大，引起定的不稳定因素，在今后可以尽可能选择质量较小在电机的选择和减速器的选择，或尽量减少电机在悬梁上的结构。在手抓的设计中可以把手爪设计称可以替换的具有通用性的手爪，这样可以在搬运不同类型的工件时只需要更换机械手的手指，从而拓展了机器人的应用范围。负载过大都会出现失转或堵转现象。交流伺服电机为驱动系统为闭环控制，驱动器可以直接对电动机编码器反馈信号进行采样，在内部构成位置环和速度环，能避免失步或过冲现象。综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机，所以在些对位置和速度要求较高的场合，采用交流伺服系统的优势更为明显。此次的搬运机器人对工件的抓取，对其驱动系统的要求就是要能够较为准确的完成对位置和速度的控制，这样选取交流伺服电机就能够很好的满足这点。通过对上面的方案的比较，综合分析后我认为方案二有更多的优势，而且结构合理，能够比较好的完成本次的输送线出货台的物料搬运工作。故此次方案二作为本次设计的最终设计方案。搬运机器人的结构设计驱动和传动系统的总体结构设计底座如图所示电机和谐波减速器通过连轴套筒相连，谐波减速器的输出轴和大臂的回转关节轴直接相连。外壳材料采用钢底座的轴承采用角接触轴承，使利用了它既能承受轴向力也能承受定的径向力的特点。电机和减速器通过外壳内部的凸台进行安装，这样使得结构简单，加工和安装方便。里面部件的材料采用铝合金位于底部的电机通过谐波减速器的减速对顶端轴进行驱动，从而带动了大臂回转轴和大臂起转动，需要注意的是臂回转轴是做成体的。传动装置传动的主要方式是采用交流伺服电机加减速器的传动模式，大臂的轴承选择的是角接触轴承，用此来承受较大的负载产生的弯矩，避免了减速器的输出轴，以及电机轴承受的附加载荷，从而保护了减速器和电机。大臂的长度尽可能做的短些，这样会在整体结构简单的情况下将小臂回转关节的电机自身重量和减速器的重量尽可能多的通过壳体传递到地面，另外对大臂的设计也采用了增加强度的处理，从而尽可能电机和减速器所产生的附加弯矩对机构的影响。小臂回转关节采用了电机减速器后直接驱动小臂关节轴旋转，从而带动小臂的旋转。这里大小臂的运动具有独立性的特点。升降机构此处机械手的升降机构是采用电机加级齿轮减速，传递动力给滑动丝杠，利用滑动丝杠的大的降速比来完成夹持工件的机械手上下移动，这样可把电机输出的转动转化成丝杠螺母的上下移动，并且整体结构较为简单。同时考虑滑动丝杠的原因也是利用了滑动丝杠的反向自锁的特性，从而实现了断电保护。在滑动丝杠的外螺母上连接导向杆，这样可以对螺母起到导向作用，同时可以减少负载产生的附加弯矩对滑动丝杠的影响，进步提高了机械手抓取时的抓取精度。旋转机构如图所示，此处的旋转机构主要是利用步进电机利用键连接来驱动机械手进行旋转来实现抓取工件位姿的调整，这里是考虑到机械手在抓取工件时所需要的位姿来进行设计的，使得机械手的手爪更方便有效的完成工件的抓取。气动气缸设计计算进给丝杠的设计当机械手爪抓起工件时，丝杠的负载就由以下几个部分组成工件手爪驱动气缸手爪与气缸的连接套筒俯仰电机减速器丝杠套杯与型支架等组成。它们的重量可以做下粗估工件，手爪，驱动气缸，手爪与气缸的连接套筒，俯仰电机，减速器,丝杠套杯与型支架等组成。考虑到实际的影响因素，可以估计出丝杠的真实负载约为。考虑到先前方案分析是提到丝杠要求反向自锁的特点，先根据其负载情况粗选滑动丝杠的类型为单头梯形丝杠。大径,中径,小径,螺距螺杆材确定本次控制系统采用的方案是交流伺服系统。交流伺服系统由交流伺服电动机和伺服电动机驱动器组成，它已经成为无刷直流伺服系统的代替品。近年来交流伺服驱动技术有了飞速发展，它不仅能克服了直流伺服电动机在结构上存在的电刷维护困难造价高寿命短应用环境受限制等缺点，同时又发挥了交流伺服电动机坚固耐用经济可靠及动态响应好等优点。个伺服驱动系统并不仅仅是驱动器与电动机的组合，而是个完整复杂的控制系统。完整的交流伺服驱动系统包括伺服控制器伺服驱动器伺服电动机以及至少个检测元件，所有这些部件都在个闭环控制系统中运行驱动器接收控制控制器的指令信息，然后将电流送给电动机，通过电动机转换成扭矩，然后带动负载检测元件测量负载位置角度直线位移速度加速度等参数，输入控制器实现指令信息值与实际位置的值比较，然后通过闭环控制是实际位置值和指令信息值保持致。机器人各关节由电机输出动力，通过各种传动方案，带动各关节运动，传感器编码器将检测记录到得运动不见的运动状况并以开关量形式传递给,接收到这些信号并经过处理后，发出指令，传递给,系统进入下道命令执行中。是要对搬运机器人的执行机构进行控制，控制机器人对工件的抓取。对搬运机器人的控制包括通过接口向机器人发出控制指令，以及获取机器人的工作状态信息等内容。接受机器人的各种工作状态信息等内容。接收机器人的各种工作状态信号指令及传感系统，包括各指令开关工件识别传感信号和执行机构的位置信号等，实现对搬运机器人的状态信息的获取。在机器人控制系统中，提供了搬运工作模式运行示教等设置。机器人伺服系统开启停止重启继续和回零等输入控制端口。通过这些控制端口可以对焊接机器人进行上述的控制，同时也提供了搬运机器人所处的运行模式。伺服系统的开停就绪和急停等状态输出端口通过读取这些端口的状态。就能获知机器人的搬运基本状态。及运动控制单元的选型针对本次控制系统的方案，选择的系列的，与之配套的单元能够实现四轴的伺服驱动，分别对应本次机器人的四个伺服电机的伺服驱动。系统的配置图如图所示的控制面板主要有指示器单元号设置开关，轴和轴连接器连接器示教盒连接器连接器等组成。各个部分的分布如图所示单元号设置开关单元号的设置确定了单元专用单元区的那些字分给单元。占用个字。连接器连接器用于外部输入输出的连接器，包括各轴的限值输入急停输入圆点接近输入外部输入常规输入。示教盒连接器用于连接示教盒。连接器用于手动脉冲发生器或同步译码器的连接器。结论与展望搬运机器人在工业机器人的领域中扮演着非常重要的角色，本次设计的主要目的是围绕实验室的建设，设计与实地环境相符的搬运机器人来实现输送线出货台上的工件到小车上的搬运，从而实现工件的传送和运输这环节的自动化操作。论文工作总结如下根据各种传动方式之间的联系及特点，通过取长补短，主要考虑了结构紧凑简单等原则，确定了机器人的整体设计方案各个回转关节的驱动方式均采用电机加减速的方式的传动设计，大臂的回转关节料为钢，螺母材料为，高度对所选的丝杠进行验算搬运机器人的控制系统机器人控制系统分类程序控制系统给每个自由度施加定规律的控制作用，机器人就可实现要求的空间轨迹。自适应控制系统当外界条件变化时，为保证所要求的品质或为了随着经验的积累而自行改善控制品质，其过程是基于操作机的状态和伺服误差的观察，再在调整非线性模型参数，直到误差消失为止。这种系统的结构和参数能随时间和条件自动改变。人工智能系统事先无法编制运动程序，而是要求在运动过程中根据所获得周围状态信息，实时确定控制作用。机器人控制系统结构机器人控制系统按其控制方式可分为两类集中控制方式用台计算机实现全部控制功能，结构简单，成本低，但实时性差，难以扩展，其构成框图如图所示主从控制方式采用主从两级处理器实现系统的全部控制功能。主实现管理坐标变换轨迹生成和系统自诊断等从实现所有关节的动作控制。其构成框图如图所示。主从控制方式系统实时性较好，适用于高精度高速度控制，但其系统扩展性较差，维修困难。控制系统方案设计控制系统方案分析控制系统通常是指在复杂的条件下，将预定的控制目标转变为期望的机械运动。控制系统使被控机械实现精确的位置控制速度控制加速度控制转矩或力的控制，以及这些被空机械量的精确综合控制。搬运机器人的手部小臂大臂的动作都是通过控制系统来控制的，所以控制系统是搬运机器人的重要组成部分，控制系统的设计对于机器人的总体设计而言至关重要。目前，搬运机器人的控制方式大多采用可编程序的点位控制方式，而在各种控制方式中，可编程序控制器因其通用性好编程方便成本较低易于设计和维护等优点而被广为使用，它完全可以取代继电器控制柜，而且可以实现比继电器功能强得多的控制功能。控制系统特点编程方法简单可编程控制器的梯形图语言程序般采用顺序控制设计方法。这种编程方法很有规律，容易掌握。对于复杂的控制系统，设计梯形图语言程序和调试程序比设计和调试继电器控制系统所花的时间要少得多。控制系统简单，通用性强尽管现在世界各个生产可编程控制器的厂家和公司，有着多种品牌和种类，但其基本结构和工作原理大致相同。配以各种组件就可以灵活的组成各种规模和不同要求的控制系统。抗干扰能力强可编程控制器采用了系列硬件和软件的抗干扰能力措施，如滤波隔离屏蔽自诊断器自恢复等使之具有很浅的抗干扰能力。般无故障的时间数已经达到数万小时以上，可以应用于有强干扰的工业生产现场。现在可编程控制器已经被公认为最可靠的工业控制设备之。可靠性高继电接触器控制系统使用了大量的机械触电，连线复杂，各触点在吸合和断开时容易受到电弧的损伤，所以寿命多，工作可靠性差，而可编程控制器以软件代替硬件，许多继电器的触点和繁杂的连线可以用程序来实现，大量开关动作可以用无触电的电子电路来完成，因此寿命长，可靠性大大的提高。体积小结构紧凑，安装维护方便可编程控制器体积小质量小，便于安装。通常可编程控制器都有自诊断故障报警故障显示的功能，便于操作和维修人员检查，可以较容易的通过更换模块插件来迅速排除故障。它的结构紧凑，与硬件连方式简单，接线少，易于维护。机器人的控制系统方案，结构和控制也就越复杂，所以并非越多越好。本课题研究的主要内容确定机器人运动参数及工作行程。根据工件的负载情况，工作空间以及各个运动的实现形式对搬运机器人进行整体方案的设计对搬运机器人的手爪小臂大臂的结构设计，绘制各部分的结构草图。由第二步所给定的条件和第三步的结构特点，选取驱动系统并确定驱动电机的驱动方式和传统方式。对个结构的质量进行粗估完成对手爪的夹紧气缸小臂大臂丝杠的驱动电机以及腰部腕部的旋转驱动电机的计算选型。根据电机的外形尺寸及输出轴轴径以及电机的重量完善结构草图。通过以确定的结构的质量的分析，验算重要零件的受力情况，绘制装配图。总体设计方案的确定结构设计概述个机器人系统结构有下列互相作用的部分组成机械手环境任务。机械手是由具有传动执行装置的机械。它有臂关节和末端执行装置构成，组合为个互相连接，互相依赖的运动结构。机械手用于执