1、缩运动时的所需要的驱动力驱惯摩密在此估算所有参与臂部伸缩运动零件的总质量为惯手臂在运动过程中的惯性力因演示系统对速度没有严格的要求,故可设正常运动速度.,设.秒加速到正常运动速度则启动加速度.所以惯.摩摩擦阻力矩摩.密本系统对密封并无严格要求,故忽略不计所以驱惯摩密在根据结构设计,知螺旋副公称值为即中径螺距牙形角所以中径，螺纹头数所以，当量摩擦角.摩擦角.由此可知摩擦力和惯性立力共同产生的转矩为惯摩现在考虑丝杠及其附带零件所产生的惯性矩现在考虑丝杠及其附带零件可以看作是半径质量.千克的光轴,起转动惯量丝丝丝杠角速度启动时间为.秒则丝杠产生的驱动力矩丝所以电机驱动最小力矩为驱.根据实际需要和整体布局,要选大点的电机使臂部平衡,综合选择型步进电机.臂部回转运动的计算臂部回转运动的驱动力矩应根据启动时产生的惯性力矩与回转不见支撑处。

2、的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。．机器人化机械开始兴起。从年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之，纷纷探索开拓其实际应用的领域。.机器人产业对教育培训的要求及本课题的提出采用机器人会给我们带来很大的方便，机器人和其他自动化装置最主要的区别在于机器人的功能和任务很容易修改或改变，仅需要改变软件就可以了，同时机器人比般自动化装备更复杂，需要更多的软件和硬件知识，故旦大量采用机器人就需要专门的培训使用机器人的具有较高水平和技术人员，这无疑对教育和培训提出新的要求，大多数机器人专家都反复的强调需要制定培训计划以为新的工作岗位准备合格的劳动力。谈到培训，还有个协调的问题，工开合，而腕部旋转采用直流电机，利用光电码盘。

3、电路。这种电路不太复杂，安装调试简单，改变电阻，增减串联二极管个数，可以很方便的改变工作电流，以适用不同步进电机。这种电路的缺点是高频特性差，但工作要求不高，所以可以使用。恒流源型功率放大电路原理图图恒流源型功率放大电路原理图.电路元件和参数的确定与续流二极管串联的电阻的对电流的波形的下降沿影响很大，小则电机绕组的电流泄放时间长，电流波形下降沿边差，增大能改善下降沿，但开关管承受的反电压回增大，容易将开关管击穿，因此也不应过大，般取，我们取，功率，泄放二极管为，前置放大管采用，耐反电压，最大电流，耗散功率，相配电阻为，为。开关管采用蜗杆分度圆直径标准值蜗杆齿顶圆直径蜗杆齿根圆直径蜗杆齿顶高顶隙蜗杆齿根高.蜗杆齿高蜗杆齿宽查表得蜗轮分度圆直径蜗轮齿顶圆直径蜗轮齿根圆直径蜗轮齿顶高蜗轮齿根高蜗轮齿高蜗轮齿宽查表结构设计计算手臂做。

4、速机检测系统三位体化由关节模块连杆模块用重组方式构造机器人整机国外已有模块化装配机器人产品问市。．工业机器人控制系统向基于机的开放型控制器方向发展，便于标准化网络化器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构大大提高了系统的可靠性易操作性和可维修性。．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置速度加速度等传感器外，装配焊接机器人还应用了视觉力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉声觉力觉触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。．虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。．当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整。

5、角。度相电流安电压最大静转距.腕部升降其传动副采用丝杠螺母传动电机选用参数相数分配方式向拍步距角。度相电流安电压最大静转距.腕部旋转此部分需电机长工作在堵转状态，选用直流力矩电机参数连续堵转电压连续堵转电流。安连续堵转转距.峰值电压峰值堵转电流.安空载转速部回转同上手爪传动机构采用丝杠螺母结构，选用电机性能参数相数分配方式向拍步距角。度相电流。安电压最大静转距驱动电路的研制恒流源型步进电机驱动电路的研制.驱动电路的选择步进电机驱动电路，有的结构简单但性能较差，如基本型，有的性能好，但结构复杂造价高，且难以调试，如晶闸管型斩波型等。教学机器人控制精度要求不高，工作频率在几百赫兹左右，工作电流在，不联系工作。为简化电路，降低成本，我们选定单电压恒流源功放电路，用晶体管及相关电路构成的恒流源代替基本型中的，组成恒流源型步进电机驱动。

6、摩擦力矩计算,且启动过程中不是等加速运动,故最小驱动力比理论大些所以.驱.惯摩η其中,η为蜗轮,蜗杆传动效率取.惯启动时的惯性力矩摩摩擦力矩臂部零部件对其回转轴线的转动惯量回转部件的角速度取弧度启动过程时间取.秒计算惯性力矩惯各部件的重量和距回转轴线的距离见下图图臂部机构力矩分析各部件对回转轴的转动惯量为所以惯性力矩惯计算摩擦力矩摩图摩擦力矩的计算如上图所示可先求出臂部结构的重心位置,在求各部分轴承的支反力,由图可以知以为支点求支反力可知,而轴承所受正压力约为所以摩擦力矩摩.所以驱动力矩惯.据此,我们选用步进电机为型第章控制系统设计教学机器人控制方案的确定，主要以教学为目的，以控制简单，成本底为原则，根据机器人的机械结构制定适当的控制方案。.控制系统方案的确定控制方案的确定机器人控制方式的很多，就位置控制而言，有点位控制，连。

7、反馈元件，实现闭环控制手部回转采用直流电机。控制系统类型的确定机器人演示系统是为学生开设实验的，应能开设尽可能多的演示实验，还容许学生以中方式，输入机械手的位置，控制机器人完成设想的动作，因此在控制策略上，采用计算机编程控制。我们采用单片机分时控制方式，用个单片机控制机器人的个自由度的运动，虽然控制精度要求不高，运动速度较慢，但可以实现机器人基本运动的要求，能满足为学生开设实验的要求。步进电机控制方式的确定在控制精度要求较高的情况下，步进电机也可采用闭环控制，但由于步进电机有步距，难以实现精确的闭环控制。而步进电机在控制精度不太高的情况下，完全可以采用开环控制，本系统电机控制的速度位置等要求精度不高，为降低成本，采用开环控制方式。直流电机控制方式的确定直流电机的控制方式很多如数字控制，软件控制等，前者硬件结构复杂成本高，后者。

8、的自由度，为使手臂能出于空间的任意方向，腕部应具有回转，上下俯仰和左右摆动三个自由度，多数情况下，工业机器人和机械手的腕部应具有个或两个自由度，即回转或回转上下俯仰左右摆动腕部结构设计本系统的腕部结构向其他机器人样，也是整个结构中最复杂的部分，将臂部的升降改在腕部实现，是为了整体结构小型化，同时增加腕部的灵活性。具体结构参照总装图.腕部设计计算腕部转动时所需的驱动力矩手腕的回转上下和左右摆动，均是回转运动。驱动手腕回转时的驱动力矩必须克服手腕启动所产生的惯性力矩，手腕的转动轴与支撑处的摩擦力距，动件与缸壁端盖等处的摩擦阻力距，以及由于转动件的重心与转动轴线不重合时所产生的偏重力距。而对于本系统来说，参与手腕转动的零部件很多，如果每件都去校核的话，即太烦琐，也没有必要。所以我们将整个回转部件分为个部分。转轴，包括与之相连的螺母。

9、件结构简单，成本低，控制灵活，改变软件程序，就可以使电机实现多种运动，所以我们采用软件伺服方式。增量式光电编码盘，可以实现直接输出数字脉冲信号，在软件伺服系统中，适合做反馈元件。本系统采用增量式光电码盘做直流电机的反馈元件。键盘及显示方式的确定为完成教学演示实验，使学生能够输入机器人的运动位置参数，控制机器人实现期望的功能，能显示机器人的运动及位置状态，所以控制系统需要键盘和显示器，为降低成本和设计简单，采用普通按键做键盘，采用作为显示器。.演示系统的组成本系统主要由机器人本体部分控制驱动部分实验台组成。如图图机器人控制框图其中各部分驱动电机的性能参数臂部旋转机械传动机构为蜗轮蜗杆，传动比为，选用电机性能参数相数分配方式向拍步距角。度相电流安电压最大静转距.臂部伸缩其结构采用丝杠螺母结构，选用电机其性能参数相数分配方式向拍步。

10、生的惯性力震动及传力机构效率的影响，其实际的驱动力为其中安全系数，般取，工作情况系数，且机构的加速度。η机械效率扭距计算我们先来计算下螺旋升角。校核下此丝杆，螺母机构是否满足自锁条件。根据结构尺寸，丝杆的公称直径螺距螺纹头数所以，丝杆中径.螺纹升角.螺纹的当量摩擦角.其中,是摩擦副间的摩擦系数取.是螺纹牙形半角取所以，此丝杆螺母机构可安全自锁下面来计算驱动力距其中螺旋副摩擦力矩螺旋副轴向载荷,螺旋副中径，当量摩擦角螺旋升角是端面摩擦力矩，此处不计故.电机的选择至此，根据上述计算，我们得出了丝杆上应具有的扭距，据此，根据步进电机产品样本手册，选用型电机可以满足要求腕部结构设计概述腕部是臂部和手部的连接部件，其作用是在臂部运动的基础上，进步改变或调整手部在空间上的位置和方向，从而增强手部的灵活性，扩大手部的工作范围。腕部应具有独。

11、母轴承内圈等。手部电机，包括电机罩等。手部换向变速箱，可将它视为的个重.的长方体。手指工件，可将它看成是个的长方体，重.公斤，重心位置距回转轴线为毫米，由此，手腕回转驱动力矩其中惯性力矩。参与转动的零部件的重量对转轴产生的偏重力矩。手腕的转动轴与支撑处的摩擦力矩。手腕密封装置处的摩擦阻力矩。下面我们分别计算上述四个力矩。手腕启动时产生的惯性力矩，设手腕转动的角速度启动过程时间为.则电机罩及电机可看作个半径是，重.公斤的圆柱体。自由度,机器人,结构设计,毕业设计,全套,图纸摘要随着机器人技术的飞速发展，工业机器人的应用领域正在不断的扩大，对教育培训部门提出了新的要求，为提高机器人教学的水平，我们研制了套以实验教学为目的的机器人演示系统。本文阐述了机器人的发展历程，国内外的应用现状，及其巨大的优越性，提出具体的机器人设计要求，进。

12、轨迹控制。本机器人演示系统是为服务的，机器人主要用于完成工件的搬运装配等教学演示任务，对手爪的运动轨迹没有严格的要求，因此采用点位控制方式。控制电路简单，易于实现造价底，符合本系统节省费用的原则。驱动方式的确定机器人驱动方式主要有液压气动和电动三种，前两种所需辅助器件多，不易实现。而电机便于控制，能实现较复杂的运动，很适合在程序控制下做驱动部件，所以选择电机驱动方式。为满足教学实验，我们选用步进电机和直流电机两种步进电机在臂部旋转臂部伸缩腕部升降手爪滑槽对销轴的反作用力为和。且其延长线交点，由于和为直角，故。根据轴销的力平衡条件得由手指的力矩平衡条件得因为，所以，式中，手指的回转支点到对称中心距离工件被夹持时，手指的滑槽方向与两回转支点线间的夹角，结构设计时取，.所以，销轴或螺母所受力驱动力的反作用力.考虑工件在加工过程中产。

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