步进电机驱动的双轨道多关节型机器人设计+CAD图纸(2)
通过对机器人的功能、结构，控制系统和人机界面设计，使自己初步掌握机电一体化机械产品的开发和设计步骤。以综合运用学过的知识和技能，理论联系实际，培养自己分析和解决实际工程问题的能力。
1．2 课题介绍
工业机器人，一般指的是在工厂车间环境中，配合自动化生产的需要，代替人来完成材料或零件的搬运、加工、装配等操作的一种机器人。国际标准化组织(ISO)在 对工业机器人所下的定义是“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用设备，以执行种种任务” 。
工业机器人在经历了诞生、成长、成熟期后，已成为制造业中必不可少的核心装备，而且工业机器人不仅在工厂里成了工人必不可少的伙伴，而且正在以惊人的速度向航空航天、军事、服务、娱乐等人类生活的各个领域渗透。
我国的工业机器人发展的历史已经有20多年，在国家的组织和支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，不仅在机器人的基础理论和关键技术方面取得重大突破，而且在工业机器人整机方面，己经陆续掌握了喷漆、弧焊、点焊、装配和搬运等不同用途、典型的工业机器人整机技术，并成功的应用于生产，掌握了相关的应用工程知识。但总的看来，我国的工业机器人 技术及其工程应用的水平和国外的相比还有一定的距离 ，因此，加大对机器人的研究投入，鼓励更多投入到机器人设计中是缩短这一差距的重要途径。
一般多自由度串联机器人具有4～6个自由度，其中2～3个自由度决定了末端执行器在空间的位置，其余2～3个自由度决定了末端执行器在空间的姿态。本文设计要求为步进电机驱动，步进电机从生产到应用，已有成熟的技术，具备其他电机没有的优势。步进电机优势：步进电机相对于普通电机来说，可以实现开环控制，即通过驱动器信号输入端输入的脉冲信号和频率实现步进电机的角度和速度控制，无需信号反馈。步进电机适合使用驱动器，很多驱动都支持细分功能，即实现很小的步进角，控制更精确。
同时， 本次课题的一大特点是，对于机器人的变位上的改善，一般的机器人大多为不变位，在一个相对固定的基座上运动，其工作空间就是自身机械关节运动的极限位置的范围。经过改善结构后，机器人工作范围更为宽泛，在上下料、自动化车间更能高效的完成自动化任务。本次设计改善部分为双自由度方向运动，即在平面内的X-Y方向上运动，改善后的机器人更能适应复杂任务，能够瞒着特殊任务。双导轨可以扩展机器人的工作空间，可实现一定距离范围内搬运，上下料。使用双轨道对加强机器人平衡度也有所提高，在带有负载的运动情况下，有更好的平滑度。
1.3 国内外研究现状
1.3.11.4 本文研究的意义及主要内容
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。本体结构设计主要是机器人手臂结构方案确定后要运用AutoCAD和UG软件把其平面装配图及其立体图做出。
2 机器人本体结构设计
2.1 机器人的工作要求
课题主要设计参数如下：
自由度数目：5个
机械机构形式：立式多关节型
负荷能力：5kg
驱动电机：步进电机
最大重量: 40kg
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