五自由度工业机器人结构设计
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- 五自由度工业机器人结构设计 我们所设计的五自由度工业机器人，可以为进一步研究工业机器人的工作原理和工作过程奠定一定的基础。将其作为《机器人学》 、《机器人技术基础》及《机电一体化系统设计》课程及机械电子工程专业等机电结合的综合教学实验设备，不仅可以使学生在轻松愉快的氛围中充分理解相关课程的专业知识，而且可以激发学生的专业学习兴趣，树立系统的工程概念，培养其独立开展科学研究的能力。因此，本机器人的研制成功，对机电一体化专业教学及科研有着十分重要的意义。 学习了机器人技术知识，查阅了大量的文献资料，对国内外机器人、主要是工业机器人的现状有了比较详细的了解。在此基础上，结合本人的设想，和设计工作中需要解决的任务，本文主要研究机器人总体结构进行设计，主要进行以下工作: 本体结构设计，本机器人手臂结构方案确定后要运用AutoCAD和Pro/Engineer软件把其平面装配图及其立体图做出。
2 机器人本体结构方案的设计
2.1 机器人的工作要求主要设计参数如下
自由度数目：5个
机械机构形式：立式关节型
作业半径：650mm
负荷能力：2kg
重复定位精度：+/-0.5mm
驱动电机：步进电机
最大重量: 40kg
2.2 机器人机械设计的特点 2.2.1 机器人独特的结构特点
关节型工业机器人操作机可以简化成各连杆首尾相接、末端开放的一个开式连杆系。为实现要求的坐标运动，在大多数工作时间内，连杆系末端是无法加以支撑的，因而操作机的结构刚度差，并随连杆系在空间位姿的变化而变化。 (2) 在组成操作机的开式连杆系中，每根连杆都具有独立的驱动器，因而属于主动连杆系。这和普通的连杆系不同，在普通连杆系中，所有的连杆运动都出自同一驱动源，各连杆间的运动是互相制约的。由于操作机连杆的运动各自独立，不同连杆的运动之间没有依从关系，故而操作机的运动更为灵活。 (3) 连杆驱动扭矩的瞬态过程在时域中的变化是非常复杂的，且和执行件反馈信号有关。连杆的驱动属于伺服控制型，因而对机械传动系统的刚度、间隙和运动精度都有较高的要求。本文所用的三个关节驱动是步进电机驱动，属于开环控...
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