运料四自由度的工业机器人设计摘要，会因为重力因素而下落。另外，由于各方面限制，不方便在原有机构上添加机械制动器，所以只能通过软件来实现肩关节和轴关节的电气制动。采用电气制动器，其优点在于在不增加驱动系统质量的同时又具有制动功能，这是非常理想的情况，而在机器人上安装机械制动器会使质量有所增加，故应尽量避免。缺点在于这种方法不如机械制动器工作可靠，断电的时候将失去制动作用。第章控制系统硬件.控制系统模式的选择构建机器人平台的核心是建立机器人的控制系统。首先需要选择和硬件平台，控制系统硬件平台对于系统的开放性实现方式和开发工作量有很大的影响。般常用的控制系统硬件平台应满足硬件系统基于标准总线机构，具有可伸缩性硬件结构具有必要的实时计算能力硬件系统模块化，便于添加或更改各种接口传感器和特殊计算机等低成本。到目前为止，般机器人控制系统的硬件平台可以大致分为两类基于总线由公司年推出的第代位工业开放标准总线的系统和基于总线的系统。近年来，随着机性能的快速发展，可靠性大为提高，价格却大幅度降低，以机为核心的控制系统已广泛被机器人控制领域所接受。基于机控制系统般包括单控制模式，的控制模式，分布式控制器的控制模式，运动控制卡的控制模式，数据采集卡的控制模式，由于基于采集卡的控制方式灵活，成本低廉，有利于本文设计中的废物利用，在程序和算法上可以自主编制各类算法，适合本课题研究的需要。因此本文选定数据采集卡的控制方式。.控制系统的搭建图.控制系统框图工控机在此选用研华工业控制机,主频,内存兆，位数据总线。底板有个插槽，个插槽，带显示器。其性能价格比优越，兼容性好，有利于软硬件维护和升级。与普通个人计算机相比工业控制机有以下优点•芯片筛选要比般个人计算机严格•芯片驱动能力较强•整机内部结构属于工业加强型，具有较强的防震和抗干扰性能•对环境如温度湿度灰尘等的要求要比般计算机低得多。数据采集卡在本设计中我们主要用到研华公司的和，其参数如下。主要特点•路单端位模拟量输入•路位模拟量输出•采样速率可编程，最快达•带或中断的•路数字量输出主要特点•路独立输出•位分辨率双缓冲转换器•路数字量输入及路数字量输出•多种电压范围，和电流环。伺服放大器在驱动系统设计过程中，主要是对伺服电机的驱动，本文中利用报废机器人上的电机驱动关节，因此同样选用伺服电机驱动器进行驱动，如图.所示，这是专门针对电机设计的伺服电机放大控制器，具有很强的控制功能和稳定性，电源电压之间，接线端子接伺服电机，直接给电机供电接线端与电源相连，接控制电压，通过数据采集卡输出的模拟电压信号进入这两个接线端来控制电机的转速大小和正反转，接测速计本文中未用，之间是个光耦合器，输入“准备好”信号。在伺服控制器前面，有个旋钮调节器涌来调节电机的五个参数，下边有个开关，用来选择控制器工作状态。图.伺服放大器接线及其调节示意端子板不同的被测信号通过不同的传送路线到采集卡，而采集卡在工控机机箱内，不变直接运料四自由度的工业机器人设计摘要经历了以下几个阶段年为试验定型阶段。年，万能自动化公司制造的工业机器人供用户做工艺试验。年，该公司生产的工业机器人定型为型。年为实际应用阶段。这时期，工业机器人在美国进入应用阶段，例如，美国通用汽车公司年订购了台工业机器人年该公司又自行研制出新工业机器人，并用组成电焊小汽车车身的焊接自动线又如，美国克莱斯勒汽车公司条冲压自动线上的台冲床都用工业机器人传递工件。年至今直处于推广应用和技术发展阶段。年，工业机器人处于技术发展阶段。年月美国在伊利斯工学院研究所召开了第届全国工业机器人会议。据当时统计，美国大约台工业机器人，工作时间共达万小时以上，与此同时，出现了所谓了高级机器人，例如森德斯兰德公司发明了用小型计算机控制台机器人的系统。又如，万能自动公司制成了由台机器人组成的汽车车轮生产自动线。麻省理工学院研制了具有有“手眼”系统的高识别能力微型机器人。其他国家，如日本苏联西欧，大多是从，年开始以美国的和型机器人为蓝本开始进行研制的。就日本来说，年，日本丰田织机公司引进美国的,川崎重工公司引进，并获得迅速发展。通过引进技术仿制改造创新。很快研制出国产化机器人，技术水平很快赶上美国并超过其他国家。经过大约年的实用化时期以后，从年开始进入广泛的普及时代。我国虽然开始研制工业机器人仅比日本晚年，但是由于种种原因，工业机器人技术的发展比较慢。目前我国已开始有计划地从国外引进工业机器人技术，通过引进仿制改造创新，工业机器人将会获得快速的发展。.机器人发展趋势随着现代化生产技术的提高，机器人设计生产能力进步得到加强，尤其当机器人的生产与柔性化制造系统和柔性制造单元相结合，从而改变目前机械制造的人工操作状态，提高了生产效率。就目前来看，总的来说现代工业机器人有以下几个发展趋势提高运动速度和运动精度，减少重量和占用空间，加速机器人功能部件的标准化和模块化，将机器人的各个机械模块控制模块检测模块组成结构不同的机器人开发各种新型结构用于不同类型的场合，如开发微动机构用以保证精度开发多关节多自由度的手臂和手指开发各类行走机器人，以适应不同的场合研制各类传感器及检测元器件，如，触觉视觉听觉味觉和测距传感器等，用传感器获得工作对象周围的外界环境信息位置信息状态信息以完成模式识别状态检测。并采用专家系统进行问题求解动作规划，同时，越来越多的系统采用微机进行控制。第章实验平台介绍及机械手的设计该设计的目的是为了设计台物料搬运机器人，利用现有已经报废的焊接机器人，本文的中结构设计主要偏向于对原有机构的改造和机械手的设计。.自由度及关节图该机器人具有四个自由度，即腰关节肩关节肘关节和腕关节，都为转动关节还有个用于夹持物料的机械手。.基座及连杆基座基座是整个机器人本体的支撑。为保证机器人运行的稳定性，采用两块字形实心铸铁作支撑。基座上面是接线盒子，所有电机的驱动信号和反馈信号都从中出入。接线盒子外面，有个引入线出口和个引出线出口。大臂大臂长度，具体尺寸如图.所示图.大臂外形小臂小臂长度，具体尺寸如图.所示图.小臂外形.机械手的设计工业机器人的手又称为末端执行器，它使机器人直接用于抓