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单片机控制三自由度圆柱坐标机械手设计(含cad图纸和word说明书) 摘要 近代的工业机械手是由目标机械本体、控制器系统、传感装置系统、控制系统和伺服动力器系统组成，是一种模仿人的操作、自动化控制、可多次编程、能在立体空间完成各式各样作业的Mechatro
nics设备。工业机械手对于提高和确保产品质量，提升生产的效率，改善工人的工作条件和快速更新产品起着非常重要的作用。工业机械手技术结合了多们学科的知识。包含机构学、计算机、控制论、信息和传感技术、人工智能、仿生学等。它是当代十分活跃，应用非常广泛的领域。 机械手具有很多人类所不具有的能力，包括快速分析环境能力；抗干扰能力强，能长时间工作和工作精度高。可以说机械手是工业进步的产物，它也发挥了在当今工业的至关重要的作用。如今，机械手工业已成为世界各国备受关注的产业。 随着机械手技术的快速发展，工业机械手的应用范围正在不断扩大，提出了新要求，为提高机械手教学教育的水平，我们研制出一套以实验教学为目的的机械手演示系统。 本文阐述了机械手的发展历史，国内外的应用状况，及其巨大的优越性，提出了具体的机械手设计要求和进行了总体方案设计和各自由度的具体结构设计、计算。 目录 摘要II Abstract III 目录IV 第1章绪论1 1.1机械手概念1 1.2课题研究的背景和意义1 1.3国内机械手的研究1 1.4机械手的应用2 第2章总体方案机构设计3 2.1设计概念3 2.2设计原理3 第3章X向结构及传动设计4 3.1 X向滚珠丝杆副的选择5 3.1.1导程确定5 3.1.2确定丝杆的等效转速5 3.1.3估计工作台质量及负重5 3.1.4确定丝杆的等效负载5 3.1.5确定丝杆所受的最大动载荷6 3.1.6精度的选择7 3.1.7选择滚珠丝杆型号7 3.2校核7 3.2.1临界压缩负荷验证8 3.2.2临界转速验证9 3.2.3丝杆拉压振动与扭转振动的固有频率9 3.3电机的选择10 3.3.1电机轴的转动惯量10 3.3.2电机扭矩计算11 第4章Y向结构设计12 4.1滚珠丝杠计算、选择12 4.2步进电机惯性负载的计算15 4.3步进电机的选用16 第5章手指的相关设计与计算18 5.1手指的相关设计与计算18 5.2机械手手抓夹持精度的分析计算21 5.3手爪扇形齿轮与齿条强度校核22 5.4机身与基座23 第6章单片机电气控制系统设计29 6.1微机数控系统的设计29 6.1.1硬件电路设计29 6.1.2软件电路设计31 6.2 8031单片机及其扩展31 6.2.1 8031单片机的简介31 6.2.2 8031单片机的系统扩展32 6.2.3存储器扩展34 6.2.4 I/O口的扩展36 6.2.5步进电机驱动电路37 6.2.6脉冲分配器（环行分配器） 38 6.2.7光电隔离电路38 6.2.8功率放大器38 6.2.9其他辅助电路39 总结41 参考文献42 致谢43