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-步研究工业机器人的工作原理和工作过程奠定-定的基传其作为《机器人学》 、《机器人技术基捶及《机电-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-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-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-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