4) 设计平台的电气部分

5) 开发机器手臂的控制界面、控制程序以及控制接口；

6) 计算机进行程序模拟并连接机械手臂进行实物调试；

7) 撰写毕业论文。

第二章 总体方案设计

2.1概述

本设计的主要内容有两个，一是要设计工作平台的机构部分，二是完成机械手臂搬运物的控制部分。首先要对SCORBOT-ER 4U机械手臂的机械机构系统和软件控制系统进行全面的分析，根据机械臂的重量，运动姿态计算出丝杠的直径和平台的相关参数，用PROE绘制出平台的三维模型，确定驱动平台的电机型号。本课题的重点在控制部分，初步拟定机械手臂搬运物体的总体方案后要进行可行性分析，然后拟定了控制流程图，开发该方案的控制界面、控制程序和控制接口，并用软件RoboCell进行了仿真，再对设备和平台安装调试，进行实物模拟。

2.2平台的概要设计

2.2.1运动平台整体构想

根据要求，需要设计运动平台如图2-1：

整个平台采用滚珠丝杠螺母副传动，由直流伺服电机提供动力驱动。

2.2.2设计的基本依据  

1) 直流伺服电机特指直流有刷伺服电机——电机成本高结构复杂，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），会产生电磁干扰，对环境有要求。直流伺服电机（不包括直流无刷伺服电机）的特点是电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定，电机功率有局限做不大。容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护不存在碳刷损耗的情况，效率很高，运行温度低噪音小，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。直流伺服电机可同时配置2500P/R高分析度的标准编码器及测速器，更能加配减速箱、令机械设备带来可靠的准确性及高扭力。 调速性好，单位重量和体积下，输出功率最高，大于交流电机，更远远超过步进电机。目前广泛应用于数控机床，电工机械，橡胶机械，包装机械，纺织印染机械，医疗机械，印刷机械，电子试验机，雷达跟踪，电动车辆，机器人等多领域，多方位中。

2) 滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力源`自`优尔\文-论/文`网[www.youerw.com，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点[6]。

2.3电气控制概要设计

2.3.1控制方案设计

将运动平台作为机械手臂的第七自由度控制有以下两种方法：

1) 将运动平台作为第七轴，通过串口连接到控制器，由程序直接控制。

这种控制方式也是厂家推荐的，根据厂家提供的信息，可以有以下几种方案：

A：计算平台参数，根据需要向厂家直接购买整套的控制设备；

B：根据机械手臂所用设备购买元器件自己组装；

2)