小型机器人设计（完整一套设计，有说明书:论文，图纸）

pc控制图.dwg

电路控制总图.dwg

机械总图.dwg

轮廓图.dwg

直流电动机驱动.dwg

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移动机器人的能效运动规划.doc

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小型机器人设计

【摘要】小型机器人在教学、研究领域中得到广泛的运用，并且在工业运用中的前景也十分广阔。此设计是在综合一些小型机器人的传动结构基础上，进行优化设计得到的；在选择伺服驱动系统时，由于顾忌到成本问题，采用了开环系统，但对于教学和研究来说，精度是完全足够的，即采用了四个步进电机和一个直流电机，并通过准确的计算和校核来保证机器人的正常运行；在选择零件时，尽量在保证强度和刚度的前提下，选择质量小的零件；在选择pc控制与接口的过程中，充分利用了8255与ISA板，使的控制简单易行。

【关键词】 机器人   机械手   教学研究    Robot

【外文摘要】Micro-Robot is used widely in the field of teaching and researching. Its prospect in the application of industry is also great. The design is improved from the comprehension of transmission of some other micro-robot. For lowering the cost we used open-system instead of close-system when choosing the serving system. Its precision is enough. The mass of parts should be as small as possible. As we chosen PC-control and interface, we used 8255 and ISA-board to make control easy.

目录
1绪论 3
1.1引言 3
1.2机器人的展望及面临的问题 3
1.2.1操作臂行动向 3
1.2.2其它技术的发展 3
1.3机器人的结构与分类 3
1.4工业机器人的设计、控制和编程 4
1.4.1机器人操作臂的机构和空间描述 5
1.4.2操作臂运动学、动力学、静力和变形 5
1.4.3操作臂的轨迹规划和运动控制 5
1.4.4机器人编程语言和离线编程 5
1.5操作机的设计步骤 6
1.6我国机器人的发展战略 6
1.7设计的主要内容和要求 6
2 传动系统的设计 7
2.1 传动系统的方案设计 7
2.1.1 各种传动方式的比较 7
2.1.2机器人轮廓图 7
2.1.3 腰身部分的传动方式设计 8
2.1.4大臂部分的传动方式设计 8
2.1.5小臂部分的传动方式设计 9
2.1.6 手腕部分的传动方式设计 10
2.1.7手部夹持器的传动方式设计及其结构设计 12
2.2各个部分传动比的计算 12
2.3传动系统总图 13
3 结构设计 14
4载荷计算 14
4.1零件得密度 14
4.2 零件重量列表 14
4.3机器人受力大小分析 16
4.4机器人轮廓基本尺寸得设计 16
4.5静力矩计算 17
4.6转动惯量计算 17
4.6.1 转动惯量计算公式 17
4.6.2各个部分的转动惯量 18
5伺服系统的设计和校核 19
5.1伺服系统的设计 19
5.2机械传动效率概略值 19
5.3步进电动机参数 19
5.4立柱（腰身）驱动电机计算 20
5.4.1起动段计算 20
5.4.2加速段计算 20
5.4.3降速停止段计算 21
5.4.4立柱回转升降速图及升降频图 21
5.5大臂俯仰驱动电机计算 22
5.5.1起动段计算 22
5.5.2加速段计算 22
5.5.3降速停止段计算 23
5.5.4大臂回转升降速图及升降频图 23
5.6小臂俯仰驱动电机计算 23
5.6.1起动段计算 23
5.6.2加速段计算 24
5.6.3降速停止段计算 24
5.6.4小臂俯仰升降速图和升降频图 24
5.7手腕俯仰驱动电动机计算 25
5.7.1起动段计算 25
5.7.2加速段计算 25
5.7.3降速停止段计算 26
5.7.4小臂俯仰升降速图和升降频图 26
5.8手腕回转驱动电动机计算 26
5.8.1起动段计算 26
5.8.2加速段计算 27
5.8.3降速停止段计算 27
5.8.4小臂俯仰升降速图和升降频图 27
5.9手爪开合驱电机计算 28
5.9.1电动机动力计算 28
5.9.2螺纹传动自锁性计算 28
5.9.3传动比验算 28
6零件的强度和刚度计算 29
6.1零件的强度校核计算 29
6.1.1立柱部分强度的校核 29
6.1.2大臂部分强度校核 30
6.2零件抗扭刚度校核计算 30
7 伺服驱动系统和pc控制器设计 32
7.1伺服驱动系统的设计 32
7.1.1步进电机的伺服驱动系统设计 32
7.1.2直流电动机的伺服驱动系统设计 32
7.2pc控制器设计 32
7.2.1pc控制器硬件部分 32
7.2.2程序部分 32
谢辞 33
参考文献： 34

参考文献：
[1].文福安 梁崇高 廖启征   并联机器人机构位置正解      中国机械工程1999年10月版
[2].黄真   空间机构学   机械工业出版社
[3].黄亚楼 卢桂章   微机机器人和精密操作的研究发展    机器人1992年4月版
[4].毕树生、王守杰、宗光华   串并联微动机构的运动分析   中国机械工程1999年9月版
[5].王祀、于航    传感器技术的新发展    传感器技术1998年7月版
[6]. 西北工业大学机械原理教研室         机械设计    高等教育出版社
[7].王昆、何小柏、汪信远   机械设计课程设计   高等教育出版社
[8].宋子廉、蔡文安    材料力学    同济大学出版社
[9].孙恒、陈作模    机械原理    高等教育出版社
[10].G.Prischow、C.Danirl、G.Jngghans、W.speling    Open System Controllers-Challenge for the Future of the Machine Tool Industry    Annals of the CIRP,1993,vol.42.No.1
[11]. Yongguo Mei, Yung-Hsiang Lu, Y. Charlie Hu, and C.S. George Lee     Energy-Efficient Motion Planning   for Mobile Robots