三轴联动机械臂伺服运动机械结构设计VIP免费

第1页共38页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共38页三轴联动机械臂伺服运动机械结构设计（摘要）机械手臂是目前在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业。根据结构形式的不同，机械手臂可分为多关节机械手臂，直角坐标系机械手臂、球坐标系机械手臂，极坐标机械手臂，柱坐标机械手臂等。本文所设计的机械手臂为直角坐标系机械手臂，其由三个伺服电机驱动，通过运动控制卡实现运动控制，可以实现三轴联动，分别为X移动，Y移动，Z移动。手臂的运动由三个丝杠螺母副完成，伺服电机驱动丝杠旋转，螺母副移动，从而实现三个自由度的运动。关键词机械手臂三轴联动三个自由度AbstractIIMechanicalarmiscurrentlythemostwidelypracticalapplicationinthefieldofrobottechnologyinautomationmachinery,industrialmanufacturing,medicaltreatment,entertainmentservices,military,semiconductormanufacturingandotherareasofspaceexplorationcanseeitsshadow.Despitetheirmorphologyvary,buttheyallhaveonecommoncharacteristic,thatisabletoacceptinstruction,preciselypositionedtocarryoutoperationsatapointthree(ortwo-dimensional)space.Accordingtothedifferentstructure,mechanicalarmcanbedividedintomulti-jointrobot,Cartesiancoordinatesrobot,sphericalcoordinatesrobot,polarcoordinaterobot,cylindricalcoordinatesrobotarmandthelike.ThisarticleisdesignedasCartesianrobotmanipulatorarm,whichisdrivenbythreeservomotors,motioncontrolthroughmotioncontrolcard,youcanachievethree-axis,respectively,XMobile,Ymovement,Zmove.Armmovementconsistsofthreescrewnutiscompleted,servomotordrivescrewrotation,nutmove,inordertoachievethreedegreesoffreedomofmovement.KeywordsMechanicalarmAxislinkageThreedegreesoffreedom第1章绪论11.1研究背景随着科技的发展，工业自动化程度不断提高，机械臂广泛用于各种制造行第2页共38页第1页共38页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共38页业中，但对于机械臂在工业的应用来说，大部分时候并不需要机械臂具有六个自由度，其中的一个或几个即可满足工业需求，由于三轴联动机械臂具有三个自由度，基本上可以满足制造行业中以空间任意一点为目标位置的运动要求，故三轴联动机械臂在工业自动化上的运用最为广泛。1.2国内外研究现状国际上对于机械臂的开发、研制和应用已有近50年历史，目前，以日、韩、美、法、德等为代表的许多国家的机械臂产业日趋成熟和完善，其所生产的机械臂已成为一种标准设备在全球得到广泛应用。国外机械臂技术由于起步较早，基础雄厚，技术先进，市场占有率高。同国外相比，中国的机械臂技术起步较晚，经过“七五”、“八五”、“九五”三个阶段，中国机械臂从无到有，从小到大，发展迅速，一批国产机械臂已服务于国内诸多企业的生产线上，一批机械臂技术的研究人才也涌现出来，一些相关科研机构和企业已掌握了机械臂的一些关键技术，某些技术已达到了或接近国际先进水平，中国机械臂在世界机械臂领域已占有一席之地，而且中国是一个巨大的机械臂消费市场，行业市场也处于发展壮大中。机械臂技术在制造业应用范围越来越广，其标准化、模块化、智能化和网络化的程度越来越高，功能也越来越强，正向着成套技术和装备的方向发展。1.3研究目的和意义面对工业4.0时代机械臂的巨大市场，机械臂技术的发展和革新也变得尤为重要，由于三轴联动直角坐标系机械臂结构简单、用途广泛，市场份额最大，所以对其技术的研究最具市场价值。在机械制造行业中，对于机械臂技术研究的意义可概括如下，一、在生产过程中，机械臂可应用于传送材料，装卸工件，更换刀具以及装配机器，可以提高生产的自动化程度，降低劳动强度和...