SCARA机器人的单自由度结构设计.doc

摘要 工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。 本文设计了一个工业用SCARA机器人。SCARA机器人很类似人的手臂的运动，它包含肩关节肘关节和腕关节来实现水平和垂直运动。它是一种工业机器人，具有三个自由度。其中，两个旋转自由度，另外一个是移动自由度。它能实现平面运动，具有柔顺性，全臂在垂直方向的刚度大，在水平方向的柔性大，广泛用于装配作业中。 本文用模块化设计方法设计了SCARA机器人的机械结构。采用SolidWorks和AutoCAD完成了机器人本体的三维模型和二维图设计。 关键字： SCARA；机器人；自由度Abstract The industrial robot is a most typical mechatronic digital equipment，high value-added technology，a wide range of applications，support for advanced manufacturing technology and information society，new industries，and social development of future production will play a more and more important role. In this paper，the design of SCARA robot with an industry. The SCARA robot is very similar to human arm movement，which includes the shoulder elbow and wrist joints to achieve horizontal and vertical movement. It is a kind of industrial robots，has three degrees of freedom. Among them，two rotational degrees of freedom，the other is a translational degrees of freedom. It can achieve planar motion，with the flexibility，the whole arm in the vertical stiffness，in a horizontal direction of large flexibility，widely used in assembly operations. In this paper，using modular design method to design the mechanical structure of robot SCARA. Using SolidWorks and AutoCAD to complete the 3D model and 2D drawing design of the robot body. Keywords： SCARA； robot； degree of freedom 目录 摘要 I Abstract II 目录 III 第一章绪论 1 1.1引言 1 1.2 国内外机器人领域研究现状及发展趋势 1 1.3 SCARA机器人简介 2 1.4项目的主要研究内容 4 1.4.1项目研究的主要内容、技术方案及其意义 4 1.4.2拟解决的关键问题 4 第二章SCARA机器人的机械结构设计 6 2.1 SCARA机器人的总体设计 6 2.2 SCARA机器人的总体设计 7 2.2.1机器人本体的设计原则 7 2.2.2机器人本体的模块化设计 7 2.2.3三维CAD技术与机器人本体建模 8 2.3 SCARA机器人驱动方案 9 2.3.1机器人的驱动方式 9 2.3.2控制电机的类型、特点 9 2.4 升降关节设计 10 2.5 同步带选型设计与计算 12 2.6 滚珠丝杠选型设计与计算 15 2.7本章小结 18 第三章 升降关节总体结构分析 20 3.1滚珠丝杠部分 20 3.2线性滑轨部分 22 3.3电感应式接近开关 23 第四章 SCARA机器人控制系统简述 25 4.1机器人控制系统的特点和要求 25 4.2机器人控制的分类 26 4.3硬件系统设计原则 27 4.4运动控制系统的硬件部分 28 4.4.1步进电机控制方案 28 4.4.2电机驱动器的选型 28 总结 30 参考文献 31 致谢 33 第一章绪论 1.1引言 。 1.2 国