【26页】机器人的微用步进电机-毕业设计.doc文档优秀范文

在这个项目中我主要完成了步进电机测量系统用于机器人运动的位移测量。

本声明的法律结果由本人独自承担。

作者签名 年月日 摘要 工业机器人般由手臂手腕驱动系统测量系统控制器 传感器等组成。

机器人手臂有六个自由度。

手腕是机器人手臂与主架 的连接机构。

驱动系统为机器人各运动部件提供力力矩速度加 速度。

绪论 引言 随着人们生活水平的提高，用户对产品的外观质量提出了越来越高的要求。

然而以传统 的动力系统油压方式已经不能满足工业的需求，远远不能够现代工业发展速度。

因此国 外企业都投入了大量的科研资金来研究新的动力系统来代替传统动力，且不断提高机器人 的精度，从而提高了产出品的质量，满足不同场合的实际需要。

同时还可以避免由于精度不 够带来的些不良后果。

六致谢 苏州工业园区职业技术学院届毕业项目 第页共页 驱动系统为机器人各运动部件提供力力矩速度加 速度。

度。

工业机器人般由手臂手腕驱动系统测量系统控制器 传感器等组成。

机器人手臂有六个自由独自承担。

的无论以何种方 式发布的文字研究成果，均在论文中以明确方式标明。

本声明的法律结果由本人部分内容简介导老 师的指导下，研究写作的成果。

部分内容简介导老 师的指导下，研究写作的成果。

论文中所引用是他人的无论以何种方 式发布的文字研究成果，均在论文中以明确方式标明。

本声明的法律结果由本人独自承担。

作者签名 年月日 摘要 工业机器人般由手臂手腕驱动系统测量系统控制器 传感器等组成。

机器人手臂有六个自由度。

手腕是机器人手臂与主架 的连接机构。

驱动系统为机器人各运动部件提供力力矩速度加 速度。

测量系统用于机器人运动的位移测量。

控制器用于控制机器人 各部件的位置速度加速度，使机器人手臂以给定速度沿给定轨迹 到达目标点。

在这个项目中我主要完成了步进电机结构的介绍，还有在工业机 器人使用当中的些参数的计算，最后就是提到对步进电机的发展趋 势以及日常维修与保养。

关键词自由度力矩速度控制器 驱动系统 苏州工业园区职业技术学院届毕业项目 第页共页 绪论 引言 课题研究的背景和意义 国内外研究现状 本论文研究的主要内容 二工业机器人关节本体结构设计 工业机器人的工作对象任务及性能 工业机器人关节的基本参数确定 本体结构布局设计 三关节整体的驱动系统设计 关节的驱动方案 方案液压驱动系统 方案二步进电机驱动系统 关节驱动系统参数确定 承受工作负载的启动转矩 步进电机转动角范围确定和脉冲数计算 电机转速的确定和脉冲频率计算 步进电机控制系统设计 步进电机运动控制系统组成 步进电机工作原理 步进电机特性及主要技术指标 传动件之间的定位装配 传动件的消隙 四微用步进电机使用和保养 步进电机的使用说明 步进电机的故障分析 步进电机的保养 五总结与展望 总结 展望 参考文献 六致谢 苏州工业园区职业技术学院届毕业项目 第页共页 绪论 引言 随着人们生活水平的提高，用户对产品的外观质量提出了越来越高的要求。

然而以传统 的动力系统油压方式已经不能满足工业的需求，远远不能够现代工业发展速度。

因此国 外企业都投入了大量的科研资金来研究新的动力系统来代替传统动力，且不断提高机器人 的精度，从而提高了产出品的质量，满足不同场合的实际需要。

同时还可以避免由于精度不 够带来的些不良后果。

国内许多大企业也投入了大量的经费来研究工业机器人关节微用步进电机系统，但和国 外的系统技术及其工程应用水平相比还有定差距，因此我花了大量的时间用于研究国外产 品，但是，国内加工制造企业的自动化程度普遍不高，尤其是中小型企业的自动化程度就更 不高了，这就导致我们不能与国外及接轨和良好的兼容。

所以我们必须从根本上解决此类问 题。

自主创新借鉴应用步进电机动力系统来代替传统的机器人关节动力系统。

因此，必须从国内加工业的实际情况出发，研究开发性能指标技术水平能够既满足国内 加工业实际情况，也能完美和国外接轨的可靠性高操作灵活简便及易维修的工业机器人关 节微用步进电机系统。

这样既满足国内加工制造企业不同层次的实际需要。

同时保证了机器 人系统的精度。

因此，在设计阶段就应该认真考虑影响机器人关节活动精度的因素，选择合 适的步进电机，还有设计准确的择合 适的步进电机，还有设计准确的关节活动模型，来满足现代化工厂的生产需要。

国内外研究现状 自从上个世纪年代初，国外就开始了对用于工业机器人动力系统进行了研究，直到 上个世纪年代末才成功研制了种满足现代化工厂的机器人动力系统。

从此这项技术领 域在国外研究和开发应用十分迅速。

上个世纪年代初，许多工业比较发达的国家，用于苏州工业园区职业技术学院届毕业项目 第页共页 产品制造的机器人动力系统已到达普及的阶段，被广泛的应用于高精度的产品加工场合。

随着国外技术不断地研究，用于高精度产品生产的机器人得到越来越广泛的发展和应 用，许多大型企业的厂房生产线都开始着手于新技术的研发，实现作业的自动化。

现阶段国 外机器人关节动力系统主要是 在机器人结构研究方面，机型主要是关节型，而且普遍应用等现代方法来进行 本体结构的设计仿真和制造。

在机器人控制技术研究方面，主要由计算机控制，大量采用了编程技术，基于 的开放结构控制系统也正在快速发展。

在机器人关节驱动技术研究方面，广泛应用步进电机驱动。

在其他方面研究，大量使用各种新型传感器，通用模块化编程语言也被广泛使用， 信息处理大大提高。

然而，我国对机器人关节驱动的研究比较晚，最近十几年我国才开始了此方面的研究， 但是我国高科技领域技术的研究和开发运用发展十分迅速，已经掌握了机器人本体结构的设 计仿真和制造技术控制系统硬件和软件设计技术运动学分析和轨迹规划技术以及在工 作空间分析技术，缩短了同国外技术研究和应用的差距，基本上达到了国外年代中后期 的技术水平。

现阶段我国研究的现状主要是 在机器人驱动的基础技术方面，对它的运动学动力学分析与综合运动控制算法 编程语言离线编程技术进行了深入的研究，开发新理念驱动装置。

在机器人结构研究方面，机型主要是关节型，而且普遍应用等现代方法来进 行本体结构的设计仿真和制造。

在机器人控制技术研究方面，多分级分层控制的控制装置已被开发出来，也掌 握了驱动系统控制软件和离线编程技术设计。

在机器人关节驱动技术研究方面，也广泛应用步进电机驱动。

但是总的看来，与国 外技术及其工程应用水平还存在定的差距。

本论文研究的主要内容 在查阅了大量的有关机器人微用步进电机研究现状的基础上，根据课题的研究目标，本 论文关节型机器人微用步进电机设计对该机器人的本体结构进行研究，将主要完成以下 几个方面的工作 根据该机器人的工作对象任务及性能要求，参考国内外机器人的先进机型，确 定该机器人的基本技术参数，并对该机器人的本体结构布局以及整机转动系统进行设计。

根据机器人的相关参数，算出步进电机的额定电压和额定电流。

选择改机器人的本体结构材料以及手腕转动系统中转动零件的型号，利用模块化 设计的思想，利用软件绘制出手腕结构的装配图及各零件的零件图，完成本体结 构的详细设计。

苏州工业园区职业技术学院届毕业项目 第页共页 二工业机器人关节本体结构设计 工业机器人的工作对象任务及性能 工作对象国内众多中小企业不同层次用户需进行不同精度的磨具加工，需要适应流 水线化生产。

工作任务将机器人安装在固定的工作台上，可以根据流水线上的产品对其进行自动 加工。

性能要求根据该机器人的工作对象及任务，要求改装后的机器人手腕要灵活，能够 在工作空间内自由运动，具有防爆功能，能够长时间连续稳定可靠地工作，并具有光滑的流 线型外表面，电源线控制线和气管线能从大小臂和手腕内部穿过，使电源线控制线和气 管线不易损坏。

同时，机器人的轨迹精度及速度稳定性也要满足实际应用的要求。

工业机器人关节的基本参数确定 在机器人本体结构总体设计过程中，关键的问题之就是确定基本技术参数自由度 有效负载运动精度可达空间和灵巧工作空间运动特性动态特性和经济性指标等和 结构参数杆长偏距转角范围等。

因此，本文将根据该机器人工作对象，设定结构参 数初值，又根据结构上的限制进行圆整，最后所确定的基本技术参数和结构参数。

工业机器人基本参数 自由度 有效负载 本体质量 重复定位精度 关节变量范围底座回转 肘部俯仰 手腕俯仰 关节最高转速底座回转 肘部俯仰 手腕俯仰 关节最大转矩底座回转 肘部俯仰 手腕俯仰 苏州工业园区职业技术学院 毕毕业业项项目目 届 年月日 项目类别工业案例 项目名称机器人的微用步进电机 专业名称