关节机器人控制系统?

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-06-17 09:59 标签： 工业机器人关节
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CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕业设计论文题目：垂直多关节型工业机器人设计-总体结构及控制系统设计 学生姓名： 学院名称： 专业名称： 班级名称： 学 号： 指导教师： 教师职称: 学 历： 2013年6月 15 日摘 要机器人是一种典型的机电一体化产品，垂直多关节型机器人是机器人研究领域的热点。垂直多关节型机器人需要结合机械、电子、信息论、人工智能、生物学以及计算机等诸多学科知识，同时其自身的发展也促进了这些学科的发展。本文对一种使用在多关节型工业机器人结构进行设计，并完成总装配图和零件图的绘制。要求对机器人模型进行静力学分析，估算各关节所需转矩和功率，完成电机和减速器的选型。其次从电机和减速器的连接和固定出发，设计关节结构，并对机构中的重要连接件进行强度校核。关键词：机械臂，结构设计，关节型机器人，结构分析57AbstractThe 国外研究现状71.4 国内机器人的研究81.4 本课题研究内容9第2章机器人总体设计102.1 确定基本技术参数102.1.1 机械结构类型的选择102.1.2 额定负载112.1.3 工作范围112.1.4 操作机的驱动系统设计112.1.5 控制系统选择122.1.6 确定机器人手臂的配置形式12第3章机器人腰部结构设计153.1 电动机的选择153.2 计算传动装置的总传动比和分配各级传动比173.3 轴的设计计算173.3.1 计算各轴转速、转矩和输入功率173.3.2 确定三根轴的具体尺寸183.4 确定齿轮的参数223.4.1选择材料223.4.2 压力角的选择223.4.3 齿数和模数的选择223.4.4齿宽系数223.4.5 确定齿轮传动的精度233.4.6 齿轮的校核243.5 壳体设计273.6小结274手腕详细设计说明284.1机器人驱动方案的分析和选择284.2手腕电机的选择284.2.1提腕电机的选择28Z200/20-5.摆腕和转腕电机的选择29根据设计要求取相同型号的电机，选择Z型并励直流电动机，型号为200/20-400。294.3传动比的确定294.3.1提腕总传动比的确定294.3.2转腕和摆腕传动比的确定29用同样的方法，可求得294.4传动比的分配294.5齿轮的设计304.5.1提腕部分齿轮设计30A. 第一极圆柱齿轮传动30由于小齿轮的分度圆直径较小，所以作成齿轮轴。364.6轴的设计和校核404.5.1输出轴的设计404.5.2传动轴的设计414.5.3轴的强度校核424.7夹持器的设计454.8壳体的设计45总 结46参考文献47第1章 绪论1.1 机器人概念机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。 本田公司ASIMO机器人现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般来说，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。”它能为人类带来许多方便之处。机器人是近30年发展起来的一种典型的、机电一体化的、独立的自动化生产工具。在制造工业中，应用工业机器人技术是提高生产过程自动化，改善劳动条件，提高产品质量和生产效率的有效手段之一，也是新技术革命的一个重要内容。1.2 课题研究的背景和意义机器人的出现和应用是人类生产和社会进步的需要，是科学技术发展和生产工具进化的必然。机器人一词最早出现于1920年捷克作家Karel Capek的剧本罗萨姆的万能机器人中，在该剧中，机器人“Robota”这个词的本意是指苦力，是剧作家笔下的一个具有人的外表、特征和功能的机器，是一种人造的劳动力。随着现代科技的发展，机器人技术已经广泛应用于人类生活领域，研制具有人类外观特征、可模拟人类行走和其他动作的机器人一直是人类的梦想之一。机器人是一门综合性很强的科学，有着极其广泛的研究和应用领域。机器人技术是综合了计算机技术、信息融合技术、机构学、传感技术、仿生科学以及人工智能等多学科而形成的高新技术，它不仅涉及到线性、非线性、基于多种传感器信息控制以及实时控制技术，而且还包括复杂机电系统的建模、数字仿真技术及混合系统的控制研究等方面的技术。机器人是机器人技术中的一个重要研究课题，而双足机器人是机器人研究的前奏。步行技术是人与大多数动物所具有的移动方式，是一种高度自动化的运动，双足步行系统具有非常复
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