（毕业设计图纸全套）SCARA机器人结构设计与运动模拟（含说明书）

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机器人结构设计与运动模拟摘要。因此，.ЛЛ.，因工作负载很小，压杆不会失稳。传动效率计算η入入十根据初选滚珠丝杠型号查表只知螺旋升角入，摩擦角般约为，则η.，传动效率高。.大臂和小臂机械结构设计如图大臂装配结构图所示，机器人大臂的驱动电机和谐波减速器直联后安装在机器人大臂内部。谐波减速器的输出轴铣成方形插入底座内，底座通过螺栓固定在机座上。同时推力向心交叉短圆柱滚子轴承的内圈通过螺栓与连接板联结在起，连接板通过螺栓联结在大臂上，推力向心交叉短圆柱滚子轴承的外圈通过螺栓与机座联结在起。当电机轴旋转时，受到固定限制的减速器输出轴不能转动，从而电机和减速器以及大臂反向旋转。这样机器人大臂就可以绕机座中心轴相对固定机座转动，但转动方向与减速机输出轴转向相反。同时在圆周方向，固定基座应该安装两个极限行程开关和两个限位挡块，而运动体则要安装压板和行程触发块，以限制大臂在规定范围内转动，以免机器人小臂部分在运动空间之外与其他设备或部件碰撞。图大臂装配结构图图小臂装配结构图采用模块化设计方法，小臂与大臂装配结构类似。机器人小臂电机也安装在小臂内部，这样虽然增加了小臂惯量，但有利于简化结构设计和零部件制造工艺。传动原理及结构设计与大臂类似，小臂装配结构图略。由于三四关节所有导线都要通过关节二外壳罩，所以在小臂与三四关节壳罩之间增加段导线管用来通三四关节导线.腕部机械结构设计图腕部装配结构图.下端盖.滑块.轴承套.丝杆.导杆.步进电机.滚珠螺母及导轨滑块.腕部机壳.步进电机.同步齿形带.腕部上端机壳.制动块.导杆.同步齿形带.轴承套.密封圈.主轴腕部装配结构图如图所示。为了便于加工及保证精度，把安装滚珠丝杠端的端盖及支撑上端盖的壳体图中未标出设计成分离式结构，依靠壳体两端面与小臂及上端盖配合面来保证丝杠与主轴平行度。由于同步齿形带要能调整中心距及带张紧力，因此电机先安装在电机连接板上，然后再把连接板及上端盖固定在起，上端盖用来连接电机连接板的四个孔，螺栓在两个带轮中心线方向上可以进行微调。这样在装配时可对两带轮中心距及带张紧力进行调整。对于电机直接连接在滚珠螺母与导杆滑套上，这样电机可随着主轴起做直线运动。由于滚珠丝杠没有自锁功能，轴方向又是负载作用力主方向，受结构尺寸限制无法在电机上加抱闸，因此在滚珠丝杠顶端安装个制动器来锁住滚珠丝杠，断电时自动锁死，避免滚珠丝杠在断电时发生滑动。滚珠丝杠两端都选用向心推力球轴承，此类轴承存在轴向游隙，可以防止丝杠轴向跳动，提高主轴传动精度。滚珠螺母与滚珠螺母支架相连接，主轴通过两个推力球轴承安装在滚珠螺母支架上，主轴顶端用两个小圆螺母加以锁紧。导柱,是否需要还有待实验进步验证。主轴升降通过限位开关控制其行程，所以在螺母支架上安装有挡块，在上端相应位置安装有接近开关，这样主轴离端盖定距离时就有信号通知运动控制器，限制该方向运动。在滚珠丝杠下端添加个防撞的橡胶垫圈，避免滚珠螺母与小臂上表面发生刚性碰撞。.小结机器人大臂和小臂结构相同，基本上实现模块化设计，符合发展趋势机器人结构设计与运动模拟摘要作业环境的状态，向控制器提供信息以决定系统动作。传感器精度灵敏度和可靠性很大程度决定了系统性能的好坏。检测传感技术包含两个方面的内容是传感器本身的研究和应用，二是检测装置的研究与开发。包括多维力觉传感器技术多维力觉传感器目前在国际上也是个热点，涉及内容多难度大。它能同时检测三维空间的全力信息，在精密装配双手协调零力示教等作业中，有广泛应用。它包括弹性体传感器头综合解藕单元数据处理单元及专用电源等。视觉技术视觉技术与检测传感技术的关系类似于人的视觉与触觉的关系，与触觉相比，视觉需要复杂的信息处理技术与高速运算能力，成本较高，而触觉则比较简单，可靠且较易实现。但在有些情况下，视觉可完成对作业对象形状和姿态的识别，可比较全面的获得周围环境数据，在些特殊装配场合有很大优越性，如在无定位自主式装配远程遥控装配无人介入装配等情况下特别适用。因此如何采用合适的硬件系统对信息进行采集传输，并对数据进行分析处理识别，以得到有用信息用于控制也是个关键问题。多路传感器信息融合技术由于装配机器人中运用多种传感器来采集信息，得到的信息也是多种多样，必须用有效的手段对这些信息进行处理，才能得到有用信息。因此，信息融合技术也成为制约检测技术发展的瓶颈。检测传感装置的集成化和智能化技术检测传感装置的集成化能形成复式传感器或矩阵式传感器，而把传感器和测量装置集成则能形成体化传感器。这些方法都能使传感器功能增加体积变小并使检测传感系统性能提高，更加稳定可靠。检测传感装置的智能化则是在检测传感装置中添加微型机或微处理器，使其具有自动判断，自动处理和自动操作等功能。加快系统响应速度消除或减小环境因素影响提高系统精度延长平均无故障时间。.项目的主要研究内容项目研究的主要内容技术方案及其意义本课题是要设计个教学机器人。作为工业机器人的己有很多成熟的产品，但大多驱动装置采用伺服电机，传动系统采用减速机，由这些部件构成的整机价格昂贵，不适宜于作为教学用途。而教学机器人相对而言对运动精度的要求要比工业场合用的机器人所要求的精度低，对运动速度和稳定性的要求也不高，它只需具备机器人的基本元素，达到定的精度即可。实际上由步进电机构成的开环系统精度已经很高，能满足教学用途，而且成本比伺服电机构成的闭环半闭环系统低很多。谐波传动也是精度高传动平稳并且很成熟的项传动技术。因此自主开发低成本的教学机器人很有意义。对本机器人的研制，拟采用步进电机作为动力装置，采用谐波减速机作为传动链的主要部件，同时辅以同步齿形带和滚珠丝杠等零部件来构成机器人的机械本体。控制系统采用基于的运动控制架构，研究机器人关节空间的轨迹规划算法和笛卡儿空间的直线轨迹规划算法，利用控制卡提供的运动控制库函数在环境下用.开发控制系统的软件。项目研究的总体步骤是选出最优传动方案关键零部件选型机械系统三维建模零部件工程图和总装图控制系统设计运动学分析及位姿误差建模控制软件的开发以及轨迹规划算法的研究。拟解决的关键问题抗倾覆力矩问题的解决。机器人的大臂和小臂重量大，悬伸也大，造成很大的倾覆力矩，影响机器人的性能，通过合理的机械结构设计来加以解决。机器人的运动学分析以及位姿误差建模方法的研究。根据运动学参数法，建立通用机器人位姿变换方程，在位姿变换方程