摘要机械手技术是一门涵盖了多门科学领域的一门综合技术，机械手在工业应用中起着至关重要的作用，推动了工业自动化的发展。在本文中设计了一种三自由度的电动机械手，该机械手主要由三个部分组成，包括执行机构、驱动系统和控制系统。执行机构包括手部、臂部、腰部和机座四部分；使用步进电机进行驱动；采用单片机进行控制。机械手的四个自由度包括手爪张合；手臂伸缩；手腰部升降；底座回转。此机械手能够抓取2Kg以内的工件，并将它放到目的位置。利用其次坐标变换的方法，通过计算获得了机械手末端的位姿与关节夹角之间的变换关系，并且完成了总体机械结构的设计、步进电机的选型、控制电路硬件电路设计和系统软件的设计。46248
毕业论文关键词：机械手；步进电机；单片机
ABSTRACT Robot technology is a covers a synthetic technology of multi science, mechanical hand in industrial application plays a crucial role, to promote the development of industrial automation. In this paper, a three degree of freedom manipulator is designed, which is composed of six parts, including the actuator, the drive system and the control system.Executing mechanism comprises three parts: hand, arm and the base; use AC servo motor drive; was controlled by a single chip microcomputer. Manipulator of six freedom degree includes a gripper synthetic; arm swing; wrist arm swing; small arm swinging; arm swing; the rotary base. This manipulator can grasp the workpiece within the 2Kg and put it in the destination position. The second coordinate transformation method, was obtained by calculating of the robot end effector pose and joint angles between the transformation relation, and completed the overall mechanical structure design, AC servo motor selection, the control circuit hardware circuit design and system software design.
Key words:Manipulator;Servo motor;Single chip microcomputer
目 录
第一章 绪论 1
1.1 国内外研究发展现状 2
第二章 机械手总体设计 4
2.1 基本设计思路 4
2.2运动方案的选择 4
2.3机械手工作过程 6
2.4执行机构 7
2.5驱动机构的选择 7
2.6传动方式的分析选择 7
2.7驱动电机选择 8
第三章 机械手执行机构设计 9
3.1执行机构设计 9
3.1.1 手部 9
3.1.2臂部 10
3.1.3 腰部 11
3.1.4机座 11
3.2机械手自由度设计 12
3.3 机械手结构简图 12
3.4 驱动电机的选择 13
3.4.1 手指张合电机M1的选择 13
3.4.2 手臂伸缩电机M2的选择 14
3.4.3腰部升降电机M3的选择 14
3.4.4 底座转动电机M4的选择 15
第四章 机械手的控制系统设计 16
4.1 控制系统硬件方案设计 16
4.2 控制系统的基本组成框图 16
4.3 控制器选型及设计 16
4.4 驱动电路设计 18
4.5 控制系统整体硬件电路图 19
4.6机械手控制电路设计 20
4.8程序设计 22
结束语 26
致 谢 27
参考文献： 28
附录 29 第一章 绪论 51单片机控制3自由度机械手系统设计+CAD图纸:http://www.youerw.com/jixie/lunwen_47915.html