自动立体仓储实验系统装卸单元结构+CAD图纸(4)
特点：动作灵活，工作空间大；关节运动部位密封性好；运动学复杂，不便于控制。
综合比较以上几种方案的不同优缺点及对设计要求的全面认识，本次设计采用圆柱坐标型结构。此结构有以下优点：通用性较强；结构紧凑；机器人腰转时将手臂缩回，减少了转动惯量。受结构限制，手臂不能抵达底部，减少了工作范围。
本设计的Y、Z轴两个坐标方向分别摆放一根丝杠轴，并配上联轴器、电机等。底座旋转由电机、谐波减速器、轴承等传动。这样的结构实现三自由度运动。
在工业机器人的诸多功能中，抓取和移动是最主要的功能。这两项功能实现的技术基础是精巧的机械结构设计和良好的伺服控制驱动。本次设计就是在这一思文下展开的。根据设计内容和需求确定3自由度柱坐标型机器人，利用交流伺服电机驱动来实现机器人的旋转运动；利用另两台台交流伺服电机驱动滚珠丝杠旋转，从而使手臂实现上下以及伸缩运动；机器人装载工件使用气动手爪。
2.3装卸机器人主要技术性能参数
装卸机器人的技术参数是说明其规格和性能的具体指标。主要技术参数有如
下：装卸机器人作业负载要求：装卸工件重量≤3kg
装卸机器人作业运动轨迹、作业运动空间：竖向≤1000mm
横向≤600mm
最大作业速度 500mm/s
本设计中的三自由度坐标型机器人的具体技术参数见表2.3。
机械手类型 三自由度圆柱坐标型
抓取重量 3.00Kg
自由度 3个（1个回转2个移动）
机座 回转运动，最大回转角180°，交流伺服电机驱动
竖向腰部机构 长1200mm，伸缩运动，交流伺服电机驱动
横向手臂机构 长800mm，伸缩运动，交流伺服电机驱动
末端执行器 气动手爪
3 自动立体仓储实验系统装卸单元结构设计
3.1三自由度坐标型机器人工作原理
在工业机器人的诸多功能中，抓取和移动是最主要的功能。这两项功能实现的技术基础是精巧的机械结构设计和良好的伺服控制驱动。本次设计就是在这一思文下展开的。根据设计内容和需求确定圆柱坐标型工业机器人，利用交流伺服电机驱动来实现机器人的旋转运动；利用另两台步交流伺服电机驱动两条滚珠丝杠旋转，从而使与滚珠丝杠螺母副、联轴器等固连在一起的手臂实现上下，伸缩运动；机械手采用气动手爪。
3.2 三自由度坐标型机器人的驱动电机选型
伺服电动机又称控制电动机、执行电动机。在自动控制系统中作为执行元件，把输入的电压信号转换成轴的角位移或角速度输出。输入的电压信号又称为控制信号或控制电压，改变控制电压可以改变伺服电动机的转速及转向。它和一般的电机的不同点在于它要接受控制信号的控制。有了控制信号，立即转动；控制信号消失，立即停止。因此，可控性好、响应快及运行平稳是对伺服电机的基本要求。
3.2.1伺服电动机类型的选择
伺服电机是电气伺服控制系统的动力部件。它是将电能转化为机械能的一种能量转化装置。由于它们的工作在很宽的速度和负载范围内受到连续而精确的控制，因而在各种自动控制系统中得到了广泛的应用。
伺服电机的种类很多，三坐标测量机中的驱动电机主要有歩进电机、直流伺服电机与交流伺服电机三种。表2.1列出了伺服电机特点及应用。
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