六自由度机械臂设计--八一你懂的

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1、电子信息工程《机械电子学》研究报告六自由度机器臂的机电传动与控制系统设计学生姓名:学生学号:指导教师:所在学院:专业班级:黑龍沁八-我晝犬孝中国•大庆2014年12月信息技术学院课程设计任务书信息工程学院电了信息工程专业级,学号姓名一、课程设计课题：六自出度机器臂的机电传动与控制系统设计二、课程设计工作日自2014年12刀8日至2014年12J]19日三、课程设计进行地点：信息馆321四、程设计任务要求：（详细内容见课程设计文档）1.课题來源：教室下发。2.目的意义：培养学生文献查阅、系统设计、机电传动与控制系统设计的能力，对机械电子学课程的深入了解，通过机械臂的设计。3.

2、基本要求：设计六自由度机器臂。机械臂是一种典型的工业机器人，在自动搬运、装配、焊接、喷涂等工业现场中有广泛的应用。该设计可以采用六关节串联结构，各个关节以“绝对编码器电机+精密谐波减速器"为传动。在小臂处留有安装摄像头、气动工具等外部设备的接口，并提供备用电气接口，方便用户进行功能扩展。在机器臂的控制器可以采用PLC、单片机和工业微型计算机，结合六自由度实现机械臂的运动控制，要求性能可靠，高速高精度。课程设计评审表指导教师评语：成绩：签字：F1期：目录1设计任务要求-1-1・1题目-1-1.2设计要求-1-1.3规定-1-1.4完成时间-1-2焊接机械手系统设计13绪论24

3、正文24.1机械手的设计34・2传动系统的设计44.3驱动系统的确定54.4控制系统54・5检测系统54.6软件系统55结论66致谢67参考文献71设计任务要求1・1题冃六自出度机器臂的机电传动与控制系统1・2设计要求设计六口由度机器臂。机械臂是一种典型的工业机器人，在白动搬运、装配、焊接、喷涂等工业现场屮有广泛的应用。该设计可以采用六关节串联结构，各个关节以“绝对编码器电机+精密谐波减速器”为传动。在小臂处留有安装摄像头、气动工具等外部设备的接口，并提供备用电气接口，方便用户进行功能扩展。在机器臂的控制器可以采用PLC、单片机和工业微型计算机，结合六自由度实现机械臂的运动

4、控制，要求性能可靠，高速高精度。1.3规定系统设计的体系结构图、工作原理图、机械传动示意图可以采用微软MicrosoftOfficeVisio2003、protel>MatLab等。按单元详细说明六自由度传动系统和控制系统的设计思路和工作原理，完成控制系统的整体电路图，并按照单元电路详细说明。总结设计过程和设计体会。1.4完成时间2周2焊接机械手系统设计摘要工业机械手最犬的应用领域是焊接机械手，它占工业机械手总数的25%左右。由于对许多构件的焊接精度和速度等提出越來越高的要求，一般工人已难以眺任这一工作；此外6自由度焊接机械手还可以减少焊接是的火花及烟雾等对人体的危害，因而

5、，本课题的提出冇十分重要的意义。为了提高生产效率和产品的焊接质量，满足实际工作需要，木课题设计了用于焊接的关节型机械手，根据机械手的工作需要和结构特点，确定了机械手的外形尺寸和工作空间的总体设计，拟定了机械手各关节的总体设计传动方案。利用齐次变换矩阵法简丿力了六度自由度关节机械手的正运动学模型，求出机械手末端相对于各自参考坐标系的齐次坐标值，尖刺了在直角坐标空间内机械手末端执行的位置和姿态与关节变量值的对应关系。基于几何投影原理推导出相应的逆运动学模型，求出了各关节的角度值,建立了机械手关节空间与世界空间的映射关系、改机械手具有刚性好。位置精确高、位置平稳的特点，同时，为了

6、解决由平面、弧面、球面等组成的零部件的激光无损检测问题，提高检测的口动化程度的可靠性，提岀了基于机械手的激光无损检测系统。3绪论机械手是一种能够进行编程，并在自动控制下执行某种操作或移动作业任务的机械装置。机械手技术综合了机械工程、电了工程、计算机技术、口动控制及人智能等多种科学的最新研究成果，是机电一体化技术的典型代表，是当代科学发展最活跃的领域。机械手的研究、制造和应用正受到越来越多的国家的重视。近十儿年来，机械手技术发展非常迅速，各种用途的机械手在各个领域广泛应用。本课题为了解决由平而、弧而、球而等组成的零部件的激光无损检测问题，提高检测的自动化程度的口J靠性，提出了

7、基于机械手的激光无损检测系统。借助于激光检测技术，机械手技术、数字控制技术、计算机技术等，研制了-•种用于激光无损检测的机械手。该机械手冇机械系统、控制系统、伺服系统、检测系统等组成，通过PC机控制，能够实现口动控制冰实时获取坐标信息，有利于缺陷的定位、定量和定性分析，其结构简单，性价比高，不仅能够用于激光无损检测,而且也可以用于其它场合，鱼油广泛的要适应性。4正文激光检测机械手主要是针对由平面、弧面、球面等组成的零部件的激光检测而研制的。该机械手主要出机械部分、控制部分、伺服驱动部分、检测部分等组成，其结构框图如