机械5

设计总说明 在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制，计算机系统，机器人等。而工业机器人是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。本设计主要介绍关于工业机器人的一些基本常识和原理，包括工业机器人的组成、分类、主要技术性能参数和工业机器人的运动分析，并参考通用型机器人的结构，进行五自由度工业机器人的结构设计和其计算机控制系统的设计。本文所设计的可编程控制器控制系统主要是针对五自由度工业机器人的控制。可编程控制器是通过软件来实现控制的,只需改变软件就可以实现不同的控制要求。 关键词：五自由度，工业机器人，运动姿态；控制系统 目录 设计总说明I INTRODUCTION II 1工业机器人的概述1 1.1工业机器人的组成1 1.2工业机器人的分类1 1.3工业机器人的主要技术参数3 2工业机器人的结构设计4 2.1机器人本体结构基本形式和特点4 2.2装配机器人的主要技术参数4 2.3五自由度工业机器人的结构5 2.3.1结构形式5 2.3.2结构特点6 2.3.3平衡系统7 3机器人运动学设计与分析9 3.1概述9 3.2机器人的位移分析9 3.2.1位移正问题分析9 3.2.1.1建立机器人各杆件的构件坐标系9 3.2.1.2列出D-H参数表10 3.2.1.3位姿矩阵Ai 10 3.2.1.4求末杆位姿矩阵11 3.2.2机器人位移分析的逆问题12 3.2.2.1求解13 3.2.2.2求解13 3.2.2.3求解14 3.2.2.4求解14 3.2.2.5关于解的讨论15 4五自由度工业机器人的动力计算16 4.1手指驱动电机的选择16 4.1.1手指驱动力计算16 4.1.2蜗轮蜗杆设计计算17 4.1.3手指驱动电机的选择18 4.2腕摆电机的选择19 4.3手腕回转电机的选择20 4.4同步带设计计算21 4.5小臂驱动丝杠的设计及丝杠驱动电机选择23 4.5.1丝杠设计计算23 4.5.2丝杠驱动电机选择25 5机械人控制系统设计27 5.1计算机控制系统的设计方案27 5.2控制系统的硬件电路组成27 5.3部分电器部件说明28 5.3.1 80C51的逻辑图28 5.3.2 74LS373地址锁存器29 5.3.3 74LS138译码器29 5.3.4 8255A芯片30 设计总结32 鸣谢33 参考文献34