模块式六自由度机器人控制系统毕业设计
六自由度串联机械手设计毕业设计
六自由度串联机械手设计毕业设计下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!六自由度串联机械手是现代工业领域中常见的重要设备，其设计与研究对于提高生产效率、改善生产质量具有重要意义。
《2024年六自由度机械臂控制系统设计与运动学仿真》范文
《六自由度机械臂控制系统设计与运动学仿真》篇一一、引言六自由度机械臂，以其出色的灵活性、灵活的运动空间以及复杂的运动能力，在现代自动化工业和高端科技领域有着广泛的应用。
本篇论文旨在介绍一种六自由度机械臂控制系统的设计与运动学仿真。
通过详细阐述系统设计、控制策略以及运动学仿真结果，为六自由度机械臂的研发与应用提供理论依据和实验支持。
二、系统设计1. 硬件设计六自由度机械臂控制系统硬件主要包括机械臂本体、驱动器、传感器和控制单元等部分。
其中，机械臂本体采用串联式结构设计，通过六个关节的协调运动实现六自由度。
驱动器选用高性能直流无刷电机，并配备高精度减速器以提高控制精度。
传感器包括位置传感器、力传感器等，用于实时监测机械臂的状态和外部环境信息。
控制单元采用高性能微处理器，负责接收传感器信息、处理控制指令并输出控制信号。
2. 软件设计软件设计主要包括控制系统算法设计和人机交互界面设计。
控制系统算法包括运动规划、轨迹跟踪、姿态调整等模块，通过优化算法提高机械臂的运动性能和控制精度。
人机交互界面采用图形化界面设计，方便用户进行操作和监控。
三、控制策略1. 运动规划运动规划是六自由度机械臂控制系统的重要组成部分，主要任务是根据任务需求规划出合理的运动轨迹。
本系统采用基于规划的方法，通过预设的运动路径和速度参数，使机械臂按照规划的轨迹进行运动。
同时，采用动态规划算法对机械臂的运动进行实时调整，以适应外部环境的变化。
2. 轨迹跟踪轨迹跟踪是六自由度机械臂控制系统的核心部分，主要任务是使机械臂在运动过程中始终保持正确的姿态和位置。
本系统采用基于PID控制算法的轨迹跟踪策略，通过实时调整控制信号，使机械臂能够准确、快速地跟踪预设的轨迹。
同时，针对机械臂在运动过程中可能出现的扰动和误差，采用鲁棒性较强的控制策略进行优化。
四、运动学仿真为验证六自由度机械臂控制系统的设计效果和运动性能，我们进行了运动学仿真实验。
通过建立三维模型，模拟机械臂在不同任务下的运动过程，并分析其运动轨迹、姿态调整和速度变化等关键参数。
六自由度模块化机器人控制系统设计
六自由度模块化机器人控制系统设计王殿君;嵇钟辉;刘淑晶;相臣;彭文祥【摘要】针对开放式系统在控制机器人方面的特点，使用PMAC （Programmable multiple-axis controller）运动控制器，基于Visual C++6.0平台开发了一种六自由度模块化机器人控制系统。
采用PMAC运动控制器为下位机，完成了硬件系统的设计和搭建，在PC上位机上基于MFC设计了机器人控制软件，实现空间运动学计算、示教等功能。
机器人示教实验及定位实验表明，应用PC+PMAC的控制系统可以较好地实现机器人稳定工作，其最大定位误差为0.8392mm，定位精度比较高，这可以较好地满足机器人的工作要求。
【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】4页(P107-109,113)【关键词】模块化;六自由度机器人;PMAC;控制系统【作者】王殿君;嵇钟辉;刘淑晶;相臣;彭文祥【作者单位】北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617;北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617;北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617;北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617;北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617【正文语种】中文【中图分类】TP242.60 引言目前机器人常用的控制方式主要有主从式、分布式、集中式。
主从式控制方式是由一级计算机和二级计算机组合控制的，主要应用于机器人的远程控制。
分布式控制方式可以有效的提高控制器的工作速度和控制性能，但是这也给控制系统设计增大了难度。
而集中式的控制方式简单、灵活，可以实现任务的实时集中控制等特点，被广泛应用于机器人控制。
集中式控制方式目前主要有专用式控制方式、开放式控制方式。
专用式控制方式专用、集成度高，但不开放、功能可扩展性和可移植性不高，不利于二次开发。
开放式的控制方式以其具有很好的实时性、稳定性、可扩展性等优点成为当下机器人控制的常用方法。
六自由度弧焊机器人毕业设计论文
摘要机器人是一种集机械、电子、传感技术、控制技术等多种现代技术于一体的机电一体化产品。
进入80年代，随着自动化生产流水线以及柔性生产系统（FMS）和柔性自动化（FA）在工业生产中的大量应用，机器人发挥着越来越重要的作用。
机器人的特点是能在自动控制下通过编程完成目标操作或移动作业；机器人的构造和性能体现了人和机器各自的优点，特别是体现了人的智能和适应性以及机器的作业准确性和在各种环境中完成作业的能力。
综观机器人发展的历史和高新技术的发展趋势，可以断言，机器人必将成为现代化工业发展中不可缺少的必备工具。
本文设计了一种关节式机器人，具有六个自由度，其中手腕关节具有三个自由度，其它的关节各具有一个自由度，各个关节采用电机驱动。
本设计主要介绍关于机器人的一些基本常识和原理，包括机器人的组成、分类和主要技术性能参数并参考通用型机器人的结构，进行六自由度弧焊机器人的结构设计和其计算机控制系统的设计。
本设计从实际情况出发，对机器人的机构可行方案进行了充分论证，用Pro/Engineer 和AutoCAD 等软件设计出了机器人本体结构。
关键词: 六自由度；弧焊机器人；控制系统ABSTRACTThe robot is the mechanical-electrical production which is composed of the technique of mechanical、electrical、sensor、control. Coming the 80 age, with the application of the automatic manufacture pipelining、flexible manufacture system and flexible automation, the robot will exert the profound influence on this. A characteristic of the robot is its ability to complete object manipulation or moving task through programming under the auto-control. The constitution and performance of the robot embody each quality of the man and robot, especially the man’s intelligence and applicability as well as the veracity of the robot’s task and the ability of completing task under each environment.A joint type robot was designed in this paper．It had six degrees of freedom．The wrist had three degrees of freedom and the other joints had three degrees of freedom．The painting robot’s joints were driven by motors．This scheme introduced some basic information and theory of the robots. It is included that the composition of the robot, the group of the robot, and the main capability of technology. It consulted the structure of the common robot to design the structure and computer control system of six degrees of freedom robot. After demonstrating the feasibility of robot mechanics, the artic le have designed the robot’s entity structure with Pro/engineer and AutoCAD and otherwise software from the matter of fact.KEYWORDS：Six degrees of freedom；Arc welding robot；Control system目录摘要 ................................................................................... 错误!未定义书签。
六自由度轻载搬运机器人控制系统设计
六自由度轻载搬运机器人控制系统设计引言：一、机器人建模和运动学分析机器人的建模和运动学分析是控制系统设计的基础。
通过建模和运动学分析，可以确定机器人的运动范围和运动学方程，为后续的控制系统设计提供基本参数。
二、传感器选择和安装为了对机器人的姿态和位置进行实时监测，需要选择合适的传感器进行安装。
常用的传感器包括编码器、惯性测量单元（IMU）、视觉传感器等。
传感器的选择应根据机器人的特点和工作环境进行综合考虑。
三、运动控制算法设计机器人的运动控制算法设计是控制系统设计的核心。
常用的运动控制算法包括逆运动学算法、轨迹规划算法和运动控制算法。
逆运动学算法用于确定机器人关节的运动参数，轨迹规划算法用于生成机器人的轨迹，运动控制算法用于实现轨迹的跟踪和运动控制。
四、控制器设计和实现控制器是实现运动控制的关键组件。
根据机器人的特点和运动控制要求，可以选择合适的控制器类型，如PID控制器、模糊控制器或神经网络控制器等。
控制器的设计和实现应考虑控制精度、实时性和计算复杂度等因素。
五、通信和接口设计为了实现机器人与外部设备的通信和数据交换，需要设计合适的通信和接口模块。
常用的通信和接口模块包括以太网通信、串口通信和CAN总线通信等。
通信和接口设计应考虑通信速率、数据处理能力和数据安全性等因素。
六、系统集成和测试系统集成和测试是控制系统设计的最后一个阶段。
在系统集成和测试过程中，需要将各个组件进行整合，并进行系统级测试和验证。
测试结果可以用于对系统性能进行评估和改进。
结论：六自由度轻载搬运机器人控制系统设计是一项复杂且关键的工作。
通过建模和运动学分析，传感器选择和安装，运动控制算法设计，控制器设计和实现，通信和接口设计以及系统集成和测试等过程，可以设计出一个稳定、高效的控制系统。
同时，不同的机器人应根据其特点和工作环境进行系统的个性化设计，以满足特定的应用需求。
UR06六自由度工业机器人毕业设计说明书
1）轴承校核：设计中所用的所有重要轴承都要经过强度校核。在满 足尺寸和强度要求的情况下，尽可能地选用国产轴承，以降低机器人的成 本。
2）轴的校核：设计中所用的所有较重要的轴都要经过强度校核和刚 度校核。
本次设计中，通过采用六个特定自由度的运动方式可以使其工作范围大大增加，减 少了工业机器人工作死区（在自身运动范围内却无法到达的位置）。由于工作环境以及 产品美观的要求，本次设计大体采用空心管道结构，各种线都是从轴的内部通过，而且 结构本身材料采用铝合金 2014，极大的减轻了结构的重量，同时由于结构的简单以及紧 凑，更增加了设备的装卸速度，节省了时间。
II
安徽工程大学毕业设计（论文）
目录
第 1 章 绪论 .............................................................................................................................. 2 第 2 章 结构方案确定 .............................................................................................................. 3 2.1 任务介绍 ........................................................................................................................... 3 2.2 结构方案选择 ................................................................................................................... 4 第 3 章 交流伺服电机及减速器选择 ...................................................................................... 5 3.1 交流伺服电机选择 ........................................................................................................... 5 3.2 各关节减速器的选择 ....................................................................................................... 7 第 4 章 结构参数设计 ............................................................................................................ 9 4.1 一号关节 ........................................................................................................................... 9 4.2 二号关节 ........................................................................................................................... 9 4.3 三号关节 ......................................................................................................................... 10 4.4 四号关节 ......................................................................................................................... 11 4.5 五号关节 ......................................................................................................................... 11 4.6 六号关节 ......................................................................................................................... 12 第 5 章 结构校核 .................................................................................................................. 14 5.1 轴的校核 ......................................................................................................................... 14 5.2 轴承校核 ......................................................................................................................... 15 5.3 键的校核 ......................................................................................................................... 16 5.4 螺钉校核 ......................................................................................................................... 16 第 6 章 结论与展望 .............................................................................................................. 18 第 7 章 致 谢 ...................................................................................................................... 20 第 8 章 参考文献 .................................................................................................................. 21 第 9 章 附录 .......................................................................................................................... 22 9.1 附录 A 主要参考文献题录及摘要 ............................................................................... 22 9.2 附录 B 外文翻译 ......................................................................................................... 24
六自由度搬运机械手电路模块设计
3. 电路模块的设计从本课题设计的六自由度机械手结构及各方面因素综合考虑，我们可以在机械手的每个活动关节相配一台舵机提供动力驱动。
与液压、气压驱动相比，其驱动源和系统较为简单，舵机又是配套的通用产品，规格齐全，容易得到，不需要另行设计，在位置精度要求不高的情况下，控制系统方便。
本设计采用AT89S51单片机来控制六个舵机从而分别控制六自由度机械手的旋转或曲摆。
采用Protel99se 画图软件进行电路图的绘制。
其电路主要分为三大模块：电源开关控制模块;USB接口烧写模块及AT89S51单片机模块。
3.1 电源开关控制模块如图3-1所示为本电路的电源控制部分，SW2为外加电源开关，SW3为伺服电机电源选择开关，D1外接电源指示，其用途说明如下：图3-1 电源开关控制电路图一般单台伺服电机工作时，所需要的电压为5V，消耗的电流为200-300mA。
故使用单台伺服电机时，可将SW3切换到5V，也就是将电路板的SW3的1-2脚连接（利用2.54mm排针短路Pin）。
此时所有伺服电机的电源均来自USB接口所提供的5V，若一次同时用到多台伺服，那么USB接口所提供的电流就会不够伺服电机使用，此时就必须以外加电源的方式，来供给伺服电机所需的电压及电流。
所以将SW3切换到外加电源端，也就是将电路板里的SW3的2-3脚连接并在JPW引脚加入伺服电机所需的电源6V,如此方能有足够的电流提供给多台伺服电机使用。
因为本电路使用单片机控制六个伺服电机，所以需要使用外加电源来提供给J1-J6的伺服电机的转动。
3.2 USB烧写接口模块为了给单片机烧录程序，如果设计的电路板上没有烧录模块，就不得不频繁的插拔单片机在开发板上进行程序的擦写，这样容易造成单片机引脚的折断。
为了方便程序擦写，采用了USB-ISP下载线，并在电路板上设计ISP接口模块，然后通过软件Keil uvision2进行程序的擦写。
USB-CHIP下载线基本原理是ATMEGA8芯片进行USB串口协议的软件模块和ISP接口下载。
6自由度机械臂控制系统设计(软件)本科本科毕业论文
本科毕业论文（设计）( 2014 届)6自由度机械臂控制系统设计（软件）院系电子信息工程学院专业电子信息工程姓名许克伟指导教师范程华讲师2014年4月摘要本文设计了一种以STC89C52单片机为主控元件的六自由度机械臂抓取系统。
文中给出了系统的硬件设计方案以及各个功能原理图，同时给出了软件系统设计方法。
系统实现了自动寻找目标并自动实施抓取目标且可通过PC上位机实时显示和控制机械手臂的功能，并能实现自动探测手臂与目标之间距离。
在设计时，由于需要测量的距离范围从几厘米到几十厘米，针对超声波在传播时振幅呈指数衰减的特性，为了最大限度地提高驱动能力，采用对回波进行多级放大，以达到了设计要求，由于各个模块供电要求不同，电源电路模块通过稳压芯片输出7.2V、5V和3.3V电压。
软件主要分为超声波距离测量模块和无线通信模块、数据处理模块这三大模块。
软件的这种“自顶向下”的模块化软件编程方法，能使软件的结构更清晰，并有利于软件的调试和修改。
经过调试，达到能够实现自动抓取目标和手动控制抓取目标功能。
关键词：超声波；VB上位机；六自由度机械手臂；STC89C52This paper designs a mechanical arm whose main control component is STC89C52 single-chip microcomputer and based on the six degrees of freedom to control scraping system. Hardware design scheme of the system and each functional machine schematic diagram are also given in this paper , software program design method is given at the same time, the system realizes the automatic searching target and the implementation of automatic grab and real-time display by PC ,and realizes the function of controlling mechanical arm, and can realize to automatically detect the distance between the arm and target, then implement real-time display on the upper machine. .When designing, due to the distance need to measure ranges from several centimeters to tens of centimeters, aiming at the characteristics of ultrasonic wave amplitude decay exponentially in transmission, in order to develop the drive ability maximally, the echo multistage amplifier is be adopted. Due to the different requirements for each module power supply, in order to achieve the design requirements, power supply circuit module output voltage 7.2V, 5V and 3.3V through the voltage regulator chip. The software is mainly divided into three modules : the ultrasonic distance measuring module and wireless communication module, data processing module. The "top-down" modular software programming method of software can make the software structure more clearly, and benefit in the debugging and modification of software. After debugging, it can realize the function of grabbing the target though automatically add manually control.Key words: Ultrasonic wave;VB;Six degrees of freedom robotic arm;STC89C52摘要 (I)ABSTRACT ..................................................................................................... I I 目录 (III)1 引言 (1)1.1选题的背景及意义 (1)1.2国内外发展状况 (1)1.3课题研究的主要内容 (2)2 6自由度机械手臂控制系统的硬件设计 (3)2.1硬件系统总体方案设计 (3)2.2单片机最小系统电路设计 (4)2.3超声波模块 (6)2.4舵机控制模块 (6)2.5NRF905无线收发模块 (8)2.6电源电路模块 (10)2.7VB上位机界面 (11)3 系统软件设计 (11)3.1软件设计流程图 (11)3.2主程序结构流程图 (12)4 调试 (13)4.1软硬件调试及性能调试过程 (13)4.2调试结果 (14)4.3结果分析 (14)5 总结 (14)参考文献 (15)附录 (17)1 引言1.1 选题的背景及意义机器人技术是二十世纪人类最伟大的发明，人类对机器人的探索与研究具有的悠久历史。
毕业设计（论文）开题报告-六自由度工业机器人设计.doc
湖南科技大学2015届毕业设计（论文）开题报告工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一代制造业重要的自动化装备。
自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，及其产品发展很快，已成为柔性制造系统（FMS）、自动化工厂（FA）的自动化工具。
六轴机器人是多关节、多自由度的机器人，动作多，柔性技术较高的工业机器人，应用面也最广泛。
广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在口益改变着人类的生产和生在国外，工业机器人技术日趋成熟，己经成为一种标准设备被工业界广泛应用。
从而，形成了一批具有影响力的、著名的工业机器人公司，它们包括：瑞典的国的KUKA Roboter,美国的Adept Technology>Emerson Industrial Automation、S-T Robotics,这些公司已经成为其所在地区的支柱性产业。
专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。
在发达工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流。
国外汽车行业、电子程机械等行业己经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高像国际上著名公司ABB、Comau、KUKA、村田等都是机器人自动化生产线及物流与仓储自动化设备的集成供应商。
本、意大利、德国、欧盟、美国等国家产业工人人均拥有工业机器人数量位于世界多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。
有数据显示中国每年工业机器人的装机量约占全球的1/8,仅次于日本、韩国，预计国的装机量会超过这两个国家，成为世界上使用工业机器人最多的国家。
自器人市场持续快速增长，工业机器人年均增长速度超过40%,到目前为止，中国以教育、清扫等为代表的服务机器人在国内也在四种新型工业机器人在屮国哈尔滨研制成功。
《2024年六自由度机械臂控制系统设计与运动学仿真》范文
《六自由度机械臂控制系统设计与运动学仿真》篇一一、引言随着科技的飞速发展，六自由度机械臂（6-DOF robotic arm）已成为现代工业、医疗、军事等多个领域的重要工具。
其控制系统设计及运动学仿真对于提高机械臂的作业效率、精度和稳定性具有重要意义。
本文将详细介绍六自由度机械臂控制系统的设计及运动学仿真的实现过程。
二、六自由度机械臂控制系统设计1. 硬件设计六自由度机械臂控制系统硬件主要包括机械臂本体、传感器、控制器及驱动器等部分。
机械臂本体采用模块化设计，由基座、大臂、小臂、手腕等部分组成。
传感器用于检测机械臂的位置、速度、加速度等信息，为控制系统的反馈提供依据。
控制器采用高性能微处理器，实现控制算法的实时计算。
驱动器则负责将控制器的指令转化为机械臂的动力。
2. 软件设计软件设计主要包括控制系统算法设计及程序设计。
控制系统算法包括位置控制、速度控制、力控制等，采用现代控制理论，如PID控制、模糊控制等。
程序设计则采用模块化设计思想，便于后期维护和升级。
3. 控制系统架构六自由度机械臂控制系统采用分级控制架构，包括上位机、控制器和驱动器三级。
上位机负责发送任务指令及监控系统状态，控制器负责计算控制指令并输出给驱动器，驱动器则负责将控制指令转化为机械臂的动力。
三、运动学仿真运动学仿真是指通过数学模型模拟机械臂的运动过程，为控制系统的设计和优化提供依据。
本文采用MATLAB/Simulink软件进行运动学仿真。
1. 建立数学模型根据机械臂的结构参数及运动规律，建立其数学模型。
包括连杆长度、关节角度、坐标变换等参数的数学描述。
2. 创建仿真模型在MATLAB/Simulink中创建六自由度机械臂的仿真模型，包括各关节的驱动器、传感器及控制器等部分。
根据数学模型设置仿真参数，如关节角度范围、运动速度等。
3. 仿真分析进行仿真分析，观察机械臂的运动过程及性能指标，如位置精度、速度稳定性等。
根据仿真结果对控制系统进行优化和调整，提高机械臂的作业效率和稳定性。
六自由度协作机器人控制系统设计研究
六自由度协作机器人控制系统设计研究摘要：随着工业自动化的发展，协作机器人在生产领域中的应用越来越广泛。
本文以六自由度协作机器人的控制系统设计为研究对象，通过分析其结构和特点，提出了一种基于视觉传感器的控制系统设计方案。
该方案利用视觉传感器获取环境信息，通过算法处理并生成控制指令，实现机器人的精确定位和协同工作。
通过实验验证，该控制系统设计方案具有良好的性能和可行性，可以满足六自由度协作机器人在实际生产中的需求。
关键词：六自由度协作机器人；控制系统；视觉传感器；定位；协同工作引言：六自由度协作机器人是一种具有多关节和灵活运动能力的机器人，能够实现与人类工作人员的安全协作。
然而，六自由度协作机器人的控制系统设计是一个复杂的问题，涉及到机器人的感知、决策和执行等多个方面。
因此，研究六自由度协作机器人的控制系统设计具有重要的理论和实际意义。
一、六自由度协作机器人的结构和特点六自由度协作机器人由机械臂和控制系统组成，机械臂具有六个自由度，能够实现多方向的运动和灵活的操作。
六自由度协作机器人的特点包括：高精度、高速度、高灵活性和高安全性等。
二、基于视觉传感器的控制系统设计方案为了实现六自由度协作机器人的精确定位和协同工作，本文提出了一种基于视觉传感器的控制系统设计方案。
该方案主要包括以下几个步骤：1. 视觉传感器获取环境信息：利用视觉传感器对机器人周围的环境进行感知，获取目标物体的位置和姿态信息。
2. 算法处理并生成控制指令：通过算法对获取的环境信息进行处理，计算出机器人的运动轨迹和控制指令。
3. 机器人执行控制指令：将生成的控制指令传输给机器人控制系统，机器人根据指令进行相应的动作，实现精确定位和协同工作。
三、实验验证与性能评估为了验证该控制系统设计方案的性能和可行性，进行了一系列实验。
实验结果表明，该控制系统设计方案能够实现六自由度协作机器人的精确定位和协同工作，具有良好的性能和可靠性。
结论：本文通过对六自由度协作机器人的控制系统设计进行研究，提出了一种基于视觉传感器的控制系统设计方案。
六自由度机器人控制系统设计
1前言1.1 焊接机器人的发展历史与现状现代机器人的研究始于20世纪中期，其技术背景是计算机和自动化的发展，以及原子能的开发利用。
美国原子能委员会下属的阿尔贡研究所为解决可代替人进行放射性物质的处理问题，在1947年研制了遥控式机械手臂；1948年又相继开发了电气驱动式的主从机械手臂，从而解决了对放射性物质的进行远距离操作的问题。
1954年，美国科学家戴沃尔最先提出工业机器人的概念，并申请了新的专利。
其主要特点是借助伺服技术来控制机器人的关节，并利用人手对机械手臂进行动作示教，机械手臂能实现人物动作的记录和再现。
这就是示教再现机械臂，现在所用的机械手臂差不多都采用这种控制方式。
伴随着现代社会的发展，为了提高生产效率，稳定和提高产品的质量，加快实现工业生产机械化，改善工人劳动条件，已经大大改进了机械手臂的性能，并大量应用于实际生产中，尤其是在高压、高温、多粉尘、高噪音和重度污染的场合。
焊接机器人的诞生可以追溯到上世纪70年代，是由日本发那科（FANUC）公司生产的小型机器人改进的，受限于当时的技术手段以及高昂的造价，使得当时的焊接机器人不能得到很好的应用。
机械手臂是一种工业机器人，它由控制器、操作机、检测传感装置和伺服驱动系统组成，是一种可以自动控制、仿人手操作、可以重复编程、可以在三维空间进行各种动作的自动化生产设备。
机械手臂首先是在汽车制造工业中使用的，它一般可进行焊接、上下料、喷漆以及搬运。
它可代替人们进行从事繁重、单调的重复劳动作业，并且能够大大改善劳动生产率，提高产品的质量[1]。
到了90年代初，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机器人技术也得到了飞速发展。
工业机器人的制造水平、控制速度和控制精度、可靠性等不断提高，而机器人的制造成本和价格却不断下降。
在西方国家，由于劳动力成本的提高为企业带来了不小的压力，而机器人价格指数的降低又恰巧为其进一步推广应用带来了契机，采用机器人的利润显然要比采用人工所带来的利大，使得焊机机器人得到了推广，同时技术的进步也使得焊机机器人技术得到很大提高。
(完整版)六自由度工业机器人毕业设计
摘要在当今轮毂制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。
本文设计和研究了一个六自由度的工业机器人，用于生产线的进送料和装配。
首先，本文对生产线布局进行改造设计，提高生产的工作效率，然后，根据设计要求设计了机器人的整体方案和具体的机械结构，选择了合适的传动方式、驱动方式，设计了机器人的底座、大臂、小臂和手部的结构；并且对机器人的传动结构进行设计，机器人为六自由度关节型机器人，全部采用转动关节，关节处采用电机，减速机，齿轮传动机构，蜗轮蜗杆传动机构来实现各个自由度，从而实现所需的运动。
在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，采用PC+DSP运动控制卡的控制方式，确定了控制系统的总体方案，设计了PCI 总线接口电路和DSP。
关键词: 六自由度工业机器人；生产线；结构设计；控制系统；各位如果需要此设计的全套内容（包括二维图纸、中英文翻译、完整版论文、程序、答辩PPT）可加解。
AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take playback way.In this paper ,I will design an industrial robot with six DOFs.First, I will transform line layout and design the structure of the baseto improve the work efficiency of production ,and then, according to the design requirements ,I design the robot mechanical structure of the overall plan and specific ,and chose the right means of transmission and drive mode,Then ,I design the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot,and I design the transmission structure, This robot is a 6-DOF joint robot,These joints are all rotary joints, joints used motor, reducer, gear transmission, worm gear and worm drive mechanism to realize various degrees of freedom, so as to achieve the required movement.On this basis, this paper will design the control system of the robot, which controlled by PC and DSP motion control card, and determine the overall scheme of the control system, design DSP and PCI bus interface circuit .Keywords: 6-DOF industrial robot, line layout , structure design, the control system目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................. I I 第1章绪论 . (5)1.1 课题背景及研究的目的和意义 (5)1.2国内外在该方向的研究现状及分析 (6)1.3 本文的主要研究内容 (9)第2章生产线布局及总体方案的确定 (9)2.1 生产线布局方案 (9)2.1.1机械手 (10)2.1.2 工作流程 (10)2.1.3方案预期达到的目标 (11)2.2总体方案的设计 (11)2.2.1机构的选型 (11)2.2.2驱动方式的选择 (12)2.2.3 传动方案的选择 (13)2.2.4 总体结构方案设计 (14)2.2.5控制方案的设计 (17)2.2.6技术参数列表 (17)2.3 本章小结 (18)第3章结构的设计 (19)3.1 引言 (19)3.2 电机力矩的计算以及驱动电机的选择 (19)3.3减速器的设计 (21)3.4 腰部的设计 (21)3.5 手臂的设计 (22)3.5.1手臂的设计基本要求 (22)3.5.2大臂和小臂 (22)3.5.3连杆 (24)3.6手腕部的设计 (24)3.7末端执行器的设计 (24)3.8本章小结 (26)第4章传动系统的设计及校核 (26)4.1腰部蜗轮蜗杆设计及校核 (26)4.2 腕部传动系统设计及校核 (27)4.2.1传动方案 (27)4.2.2齿轮的设计及校核 (27)4.2.2.1齿轮组设计 (27)4.2.2.2 直齿圆锥齿轮的设计 (27)4.2.3 轴的设计 (27)4.3 本章小结 (29)第5章控制系统设计 (29)5.1 引言 (29)5.2 控制系统的设计 (29)5.2.1 控制系统的类型选择 (29)5.2.2 控制系统的硬件电路 (30)5.3 PCI的接口设计 (30)5.4 DSP的设计 (31)5.4.1 DSP概述 (31)5.4.2 DSP硬件电路 (31)5.4.3 DSP软件 (32)5.5本章小结 (32)结论 (32)参考文献 (34)致谢 (35)第1章绪论1.1 课题背景及研究的目的和意义轮毂制造业属于劳动密集型的行业，除了繁重的体力工作外，几乎每个工序都存在着对人体有害的污染源和潜在的工伤事故:热加工工序烫灼伤的危险，大量易燃易爆燃料及消耗材料时时刻刻威胁着操作手的安全;铝液除气除渣产生的有毒烟尘，机加工冷却液的有害蒸汽，以及涂装工序液体漆、粉漆、前处理药液等等都会严重影响工人的健康;无处不在的轰鸣及刺耳的噪音会使你情绪坏到极点。
六自由度机械臂毕业设计
六自由度机械臂毕业设计摘要本文介绍了一个基于六自由度机械臂的毕业设计项目。
该机械臂通过模块化设计和控制算法实现了多种动作和功能。
在设计过程中，我们使用了逆向运动学、传感器技术和运动控制理论，以实现机械臂的高精度定位和灵活操作。
通过对机械臂的建模和仿真，我们验证了设计的有效性和可行性。
实验结果表明，该六自由度机械臂可以成功完成各种复杂任务，并展示了广阔的应用前景。
引言随着工业自动化、机器人技术和智能制造的快速发展，机械臂作为一种重要的自动化装置被广泛应用于生产线、仓储物流、医疗等领域。
六自由度机械臂具有更高的灵活性和操作空间，适用于各种复杂环境和任务。
本毕业设计旨在开发一个具有良好性能和可扩展性的六自由度机械臂。
我们设计了机械结构、选择了合适的传感器和控制器，并开发了相关的控制算法和软件。
通过实验验证，我们希望证明该机械臂在实际应用中的有效性和可靠性。
机械结构设计六自由度机械臂的机械结构设计是项目的核心。
我们采用了模块化设计的思路，将机械臂分为基座、腰部、肩部、手腕和末端执行器五个部分。
每个部分由多个连接杆组成，通过电机和转动装置实现运动。
机械臂的每个关节都采用了高精度的角度传感器，用于测量关节的运动角度。
为了提高机械臂的精度和工作范围，我们使用了高精度的减速器和负载承载部件。
整个机械结构通过螺栓和连接器连接在一起，确保了结构的稳定性和可靠性。
控制系统设计控制系统是机械臂的大脑，用于控制机械臂的运动和操作。
我们采用了嵌入式系统作为控制器，利用其强大的计算和通信能力。
控制系统通过实时采集和处理传感器数据，计算控制命令并发送给电机驱动器。
在控制算法方面，我们使用了逆向运动学方法来计算关节的角度和位置。
通过将末端执行器的位置和姿态转换为每个关节的控制量，可以实现精确的运动控制。
此外，我们还设计了路径规划算法和碰撞检测算法，以确保机械臂能够避免障碍物并安全操作。
实验与结果为了验证设计的有效性和可行性，我们进行了一系列实验。
六自由度机器人设计毕业设计论文
1 引言在加速科技进步中，机械制造业的发展起着关键的作用，其任务是在工业生产中迅速将工艺装备的独立单元变为自动化综合体（自动化工段，生产线和自动化车间），将来甚至实现自动化工厂。
这种自动化生产最重要的特点是具有柔性，它能预料到，在节省劳力（或无人）情况下，根据工艺条件调整装配，以适应多种产品生产。
当代柔性自动化生产的建立和广泛应用，取决于作为科技进步的催化剂的机床制造、机器人技术、计算机技术、微电子技术、仪器制造等技术的加速发展。
工业机器人是多品种的经常更换产品的生产过程自动化的通用手段。
在机械制造中，工业机器人既有效地用于柔性生产系统组成工艺装备的基本工序中，也有效地用于辅助操作中。
工业机器人与传统自动化手段不同之处，首先在于它在各种生产功能上的通用性和重新调整的柔性。
在柔性生产系统中，工业机器人广泛应用于数控机床、锻压机床、铸造机械和仓储设备上，以完成传送装备和其它操作。
工业机器人和基本工艺装备、辅助手段以及控制装置一起形成各种不同形式的机器人技术综合体—柔性生产系统基本结构模块。
随着工业技术和经济的惊人发展，标志着多品种中、小批量生产最新水平的FMS （柔性制造系统），FA（工厂自动化）技术更加引人注目；作为FMS、FA技术重要组成之一的工业机器人技术也将得到迅速发展。
应用工业机器人是提高生产过程自动化，改善劳动环境条件，提高产品质量和生产效率手段之一。
本次设计是根据对工业六自由度机器人的总体结构及传动系统的分析和探讨，进行三自由度工业机器人的结构设计。
关键在于三轴（臂）的传动系统的设计以及整体的结构设计，避免运动的干涉。
在本次设计中主要负责第一臂与底座的结构设计。
在设计中许瑛老师给予了很大的指导和帮助，在此谨致谢意。
限于水平，本设计难免有缺点、错误，恳请各位老师批评指正。
1.1选题的依据及意义：在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。
毕业设计(论文)六自由度工业机器人设计(全套图纸)
湖南科技大学毕业设计（论文）题目六自由度工业机器人结构设计作者学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化学号指导教师二〇一五年五月三十日湖南科技大学毕业设计（论文）任务书机电工程学院院机械设计制造及其自动化系（教研室）系（教研室）主任:（签名）年月日学生姓名: 学号: 专业: 机械设计制造及其自动化1 设计（论文）题目及专题：六自由度工业机器人结构设计2 学生设计（论文）时间：自 2015 年3 月 1 日开始至 2015 年 5 月 29 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：《工业机器人》、《机器人学》、《机器人运动学基础》、《Solidworks2013从入门到精通》4 设计（论文）应完成的主要内容：（1）介绍工业机器人的发展现状及前景；（2）工业机器人工作空间计算和简单的运动学分析；（3）工业机器人结构设计及关键零部件计算；（4）对关键零部件进行强度校核。
5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：（1）相关的计算、设计框图及仿真图；（2）论文不少于35页；（3）说明书中必须有与设计（论文）内容或专业相关的不少于1500字的外文资料翻译。
6 发题时间： 2015 年 3 月 1 日指导教师：学生：湖南科技大学毕业设计（论文）指导人评语[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]全套图纸，加153893706指导人：（签名）年月日指导人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）评阅人评语[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人：（签名）年月日评阅人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）答辩记录日期：学生：学号：班级：题目：提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任：（签名）委员：（签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩：总评成绩：摘要六自由度工业机器人是一种高精度的自动化机械，具有高度的灵活性以及平稳性。
毕业设计说明书--模块式六自由度机器人控制系统设计
(二 〇 一 三 年 六 月本科毕业设计说明书学校代码： 10128学号：题 目：模块式六自由度机器人控制系统设计 学生姓名： 学 院：机械学院 系 别：机械系 专 业：机械电子工程 班 级： 指导教师： 职 称：摘要近二十年来，机器人技术的发展非常迅速,各种用途机器人在各个领域获得广泛应用。
我国在机器人的应用和研究方面与工业化发达国家相比还有一定差距,因此设计和研究各种用途的机器人特别是推广机器人、工业机器人的应用是有现实的意义。
典型的工业机器人例如喷装配机器人、漆机器人、焊接机器人等大多是固定在加工设备旁边或生产线作业的，本论文在参考大量的文献资料的基础上,结合了项目的要求，设计一种小型的、固定在AＧV上的、以实现移动的串联六自由度机器人。
首先，针对机器人设计要求提出了多个方案,并且对其进行分析和比较,选择其中最优的结构设计方案;然后进行运动学分析,用Ｄ一H方法来建立坐标变换矩阵，推算出运动方程的正解和逆解；用矢量积法推导速度雅可比矩阵,并计算包括腕点在内的一些点的速度和位移；然后借助坐标的变换矩阵进行工作空间的分析.这些工作为移动式机器人的运动控制、结构设计和动力学分析提供了依据。
最后运用已有的六自由度机械手及其手爪的三维造型和装配,将模型导入proteuｓ中,并进行运动学仿真对其结果进行了分析,并且对在机械设计中使用的虚拟样机技术做了尝试，积累了经验。
关键词:6自由度机器人；运动学分析；仿真ABSTＲACTIn the Paｓｔtwenｔy yｅars，thｅｒobot tecｈnology ｈas ｂeen ｄeveloped g ｒｅａtly andｕseｄin ｍany dｉｆｆerent fieｌds。
Thｅrｅis a larｇe gａp between ouｒcｏunｔｒｙａnd the developed countｒiｅs in reseａrch and applic ａｔiｏn ofｔhｅroｂoｔｔｅchｎolｏgｙso thａt thｅrｅwill be ａgrｅａt valｕｅto stｕdy,ｄｅsｉgｎand appｌied dｉfｆeｒent kinｄｓｏf roｂots,especiａlly ｉndｕsｔriａl roｂoｔs.Most tｙpicａl induｓtrｉal rｏbｏts such as welｄing roboｔ，painｔinｇrobot and asseｍbly robot ａｒe alｌｆixed onｔhｅｐrｏdｕct line or ｎｅar thｅｍa ｃhiningｅqｕｉpment whｅn thｅy arｅｗorｋiｎg。
六自由度机器人运动控制软硬件设计与仿真毕业设计
目录第1章序言 (2)1.1 双足机器人现状 (2)1.2 技能综合训练意义 (2)1.3 技能训练的内容 (2)第2章元件选择、结构设计 (3)2.1元件选择 (3)2.2结构设计三维设计图 (4)2.2.1零件三位模型以及装配 (4)2.2.2装配三维模型 (6)第3章控制系统设计 (9)第4章系统软件编程与仿真 (11)第5章结论 (17)参考文献 (18)附录 (19)第1章序言1.1双足机器人现状随着世界第一台工业机器人1962年在美国诞生，机器人已经有了三十多年的发展史。
三十多年来，机器人由工业机器人到智能机器人，成为21世纪具有代表性的高新技术之一，其研究涉及的学科涵盖机械、电子、生物、传感器、驱动与控制等多个领域。
世界著名机器人学专家，日本早稻田大学的加藤一郎教授说过：“机器人应当具有的最大特征之一是步行功能。
”双足机器人属于类人机器人，典型特点是机器人的下肢以刚性构件通过转动副联接，模仿人类的腿及髋关节、膝关节和踝关节，并以执行装置代替肌肉，实现对身体的支撑及连续地协调运动，各关节之间可以有一定角度的相对转动。
双足机器人不仅具有广阔的工作空间，而且对步行环境要求很低，能适应各种地面且具有较高的逾越障碍的能力，其步行性能是其它步行结构无法比拟的。
研究双足行走机器人具有重要的意义1.2技能综合训练意义技能训练是在学生修完除毕业设计外全部理论和时间课程以后的一次综合性时间教学环节，其目的和意义在于：通过技能训练，了解机器人机构及控制系统设计的基础知识；掌握机器人系统中元部件的正确选择方法和特性参数的确定；培养学生对所学知识的综合应用，理论联系实际的能力；培养学生的动手能力和实际操作能力；1.3技能训练的内容1、主要内容：1）、机器人结构设计；2）、控制系统软硬件设计与仿真；3）、六自由度机器人运动控制。
2、训练形式学生以小组为单位，集体讨论确定整体方案；指导教师给出实训方向，技术指标等，协助学生完成训练任务。
六自由度焊接机器人毕业设计
六自由度焊接机器人毕业设计摘要本文介绍了一种针对焊接领域的六自由度机器人的设计与实现。
该机器人采用了六个旋转自由度的设计结构，可以实现焊接工作的复杂动作控制，提高了生产效率和焊接质量。
文章主要介绍了机器人的硬件设计、运动控制系统设计和软件程序设计。
通过仿真和实验验证了机器人的控制算法和工作性能。
最终，该机器人成功实现了对金属焊接工作的控制，对于提高焊接工作的自动化水平具有重要的意义和实际应用价值。
关键词：六自由度机器人，焊接，控制算法，仿真与实验AbstractKeywords: six-degree-of-freedom robot, welding, control algorithm, simulation and experiment1.引言第1章介绍了六自由度焊接机器人的研究背景, 研究意义，以及发展现状。
第2章介绍了机器人的整体硬件设计，主要包括机械结构设计和电气连接设计。
第3章详细描述了机器人控制系统的设计和实现，包括运动控制和通信控制两个方面。
第4章介绍了机器人的软件程序设计，主要是控制算法的实现和仿真验证。
第5章为仿真和实验结果分析。
第6章是对研究工作的总结与展望。
2.机器人硬件设计2.1机械结构设计机械结构是焊接机器人的主体，直接决定了其运动范围和精度。
本文设计的焊接机器人采用了一个立柱底座、一个运动底盘、一个垂直关节、三个旋转关节和一个手臂结构。
机械结构的总设计图如图1所示。
2.2电气连接设计机器人的电气连接包括电源接口、电机和传感器接口及控制信号传输等两个部分。
在实际设计中，需要根据机器人的具体运动特性和控制需求进行设计。
本文设计的焊接机器人电气连接包括电源接口、电机和传感器接口及控制信号传输等两个部分。
3.机器人控制系统设计3.1 运动控制设计机器人运动控制是实现对机械手臂的动作精度、速度等控制的关键。
本文设计的运动控制方法为PID控制。
通信控制是指机器人与上位机进行信息交换的控制系统。
六自由度轻载搬运机器人控制系统设计
六自由度轻载搬运机器人控制系统设计六自由度轻载搬运机器人是一种能够在工业生产线上执行搬运任务的机器人。
它具有六个关节，分别可以实现旋转和转动的动作，能够在空间中灵活移动和操作物体。
为了使机器人能够高效、稳定地完成任务，需要设计一个合理有效的控制系统。
首先，控制系统需要具备准确的位置和姿态控制能力。
机器人的六个关节在运动中需要精确控制，以达到预定的目标位置和姿态。
为此，可以采用闭环控制的方法，将机器人的位置和姿态信息与目标值进行比较，然后通过控制算法输出控制信号，驱动机器人运动到目标位置。
常用的控制算法有PID控制算法和模糊控制算法，可以根据实际情况选择合适的算法。
其次，控制系统还需要具备高速计算和实时响应的能力。
机器人的搬运任务通常需要快速准确地响应，因此控制系统需要能够在短时间内完成位置和姿态的计算，并及时输出控制信号。
为了实现高速计算和实时响应，可以采用高性能的控制器和实时操作系统，并合理优化控制算法和通信协议。
另外，为了提高机器人的操作性能和稳定性，控制系统还需要具备力控制和力矩控制的能力。
搬运任务往往需要机器人控制力和力矩，以保持物体的平衡和稳定。
因此，控制系统需要能够实时感知和测量机器人末端的力和力矩，并根据需要输出相应的控制信号。
常用的力控制和力矩控制方法包括阻抗控制和自适应控制，可以根据实际任务需求进行选择和应用。
此外，为了提高机器人的自主性和智能性，控制系统还可以集成传感器和图像处理技术。
传感器可以用于检测环境信息，以便机器人根据环境变化进行相应的调整和控制。
图像处理技术可以用于识别和定位物体，以实现更精确的搬运操作。
通过集成传感器和图像处理技术，控制系统可以实现更高级别的自主决策和智能导航。
总之，六自由度轻载搬运机器人控制系统的设计需要考虑位置和姿态控制、高速计算和实时响应、力控制和力矩控制、传感器和图像处理等方面的要求。
通过合理选择控制算法、优化控制器和操作系统，使用适当的传感器和图像处理技术，可以设计出高效稳定的控制系统，使机器人能够在工业生产中完成各种搬运任务。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要近二十年来，机器人技术的发展非常迅速，各种用途机器人在各个领域获得广泛应用。
我国在机器人的应用和研究方面与工业化发达国家相比还有一定差距，因此设计和研究各种用途的机器人特别是推广机器人、工业机器人的应用是有现实的意义。
典型的工业机器人例如喷装配机器人、漆机器人、焊接机器人等大多是固定在加工设备旁边或生产线作业的，本论文在参考大量的文献资料的基础上，结合了项目的要求，设计一种小型的、固定在AGV上的、以实现移动的串联六自由度机器人。
首先，针对机器人设计要求提出了多个方案，并且对其进行分析和比较，选择其中最优的结构设计方案;然后进行运动学分析，用D一H方法来建立坐标变换矩阵，推算出运动方程的正解和逆解;用矢量积法推导速度雅可比矩阵，并计算包括腕点在内的一些点的速度和位移;然后借助坐标的变换矩阵进行工作空间的分析。
这些工作为移动式机器人的运动控制、结构设计和动力学分析提供了依据。
最后运用已有的六自由度机械手及其手爪的三维造型和装配，将模型导入proteus中，并进行运动学仿真对其结果进行了分析，并且对在机械设计中使用的虚拟样机技术做了尝试，积累了经验。
关键词:6自由度机器人；运动学分析；仿真ABSTRACTIn the Past twenty years，the robot technology has been developed greatly and used in many different fields. There is a large gap between our country and the developed countries in research and application of the robot technology so that there will be a great value to study，design and applied different kinds of robots，especially industrial robots.Most typical industrial robots such as welding robot，painting robot and assembly robot are all fixed on the product line or near the machining equipment when they are working. Based on larger number of relative literatures and combined with the need of project，the author have designed a kind of small一size serial robot with 6 degree of freedom which can be fixed on the AGV to construct a mobile robot.First of all，several kinds of schemes were proposed according to the design demand. The best scheme was chosen after analysis and comparing and the structure was designed. At same time，The kinematics analysis was conducted，coordinate transformation matrix using D一H method was set up，and the kinematics equation direct solution and inverse solution was deduced，the matrix was constructed using vector product method，and the values displacement and velocity of some special point including the wrist point were calculated. Secondly，the working space of the robot was analyzed and the axes section of practical working space was drawn. These works provided a basis to structure design, kinematics and control.At last do the completion of six degrees of fr eedom manipulator’s and gripper’s three-dimensional modeling and assembly. models will be imported in proteus, and do the simulation and kinematics, and the simulation result was analyzed. In the experiment，the author tried to use the virtual prototyping technology in mechanism design.Keywords: Six degrees of freedom robot;Kinematics Analysis; simulation目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (3)第一章绪论 (1)1.1机器人概述 (1)1.2模块式六自由度机器人概述 (1)1.2.1机器人分类 (1)1.2.2 自由度理论概述 (2)1.2.3模块式六自由度机器人的应用 (2)1.3主要研究内容 (3)第二章运动学分析 (4)2.1概述 (4)2.2运动学分析 (4)2.2.1空间机构位置的描述 (4)2.2.2空间机构中两任意坐标系的变换关系 (9)2.2.3工业机器人运动学方程 (11)2.3 机构的运动学分析 (11)2.3.1 机构尺寸参数 (11)2.3.2 机构的运动学方程 (13)第三章模块式六自由度机器人控制系统硬件设计 (15)3.1 总体控制方案设计 (15)3.2 步进电机选取及控制设计 (15)3.2.1步进电机原理及控制技术 (15)3.2.2步进电机的换向控制 (17)3.2.3步进电机的选取 (17)3.3 ULN2003驱动器 (18)3.4 89C51控制设计 (21)3.4.1 AT89C51简介 (21)3.4.2 AT89C51最小系统 (21)3.4.3 AT89C51系统设计 (22)第四章模块式六自由度机器人控制系统仿真设计 (25)4.1仿真软件概述 (25)4.1.1 protues简介 (25)4.1.2 Keil C51简介 (25)4.2 仿真系统设计 (25)4.2.1 仿真系统组成 (25)4.2.2仿真系统程序设计 (25)4.3 运行调试结果 (26)结果 (26)参考文献 (28)致谢 (29)附录：程序代码 (30)第一章绪论1.1机器人概述机器人是种能够进行编程，并在自动控制下执行移动作业任务或某种操作的机械装置。
机器人技术综合了电子工程、机械工程、人工智能、及计算机技术等多种科学的最新研究成果，是典型的机电一体化技术代表，是在当代科技发展最活跃领域。
机器人的制造研究与应用正受到越来越多的工业国家的重视。
近十几年来，工业机器人技术发展非常迅速，各种工业机器人的在各个领域各种用途中获得广泛应用。
1.2模块式六自由度机器人概述1.2.1机器人分类关于机器人如何分类，在国际上没有制定统一标准，有的按控制方式分，有的按负载重量分，有的按应用领域分，有的按结构分，有的按自由度分。
一般的分类方式：多功能，有几个自由度，操作型机器人，能自动控制，可固定或运动，可重复编程，用于相关自动化系统之中。
程控型机器人，按预先要求的条件及顺序，依次控制工业机器人的机械动作。
“示教再现型”机器人，可以通过引导或者其它方式，首先教会机器人执行动作，输入工作程序，则机器人可自动重复进行作业。
感觉控制型机器人，通过传感器获取的信息来控制机器人的动作。
数控型的机器人，不必使机器人动作，通过语言、数值等对机器人进行示教，根据机器人示教后的信息进行工作。
适应控制型机器人，机器人能适应变化中环境，控制自身的行动。
学习控制型机器人，具有一定的学习功能，机器人能“体会”工作的经验，并将所“学”的经验用于作业中。
智能型机器人，以人工智能决定其机器人的行动。
1.2.2 自由度理论概述自自度的概念:工业机器人的空间机构一般都为多关节，其运动副通常有转动副和移动副两种。
移动关节是以移动副相连的关节。
相应地，转动关节是以转动副相连的关节。
在这些关节之中，单独驱动的关节被称为主动关节。
主动关节的数目就是机器人的自由度。
由机械原理可知，机构具有运动确定时必须所给定的独立运动参数数目，称为机构的自由度（degree of freedom of mechanism），其数目通常表示为F。
如果一个构件组合体自由度F>0，他就可以称为一个机构，也就是表明各构件间可有相对的运动；如果F=0，则表明它是一个结构（structure），即已退化成为一个构件。
机构自由度分为平面的机构自由度和空间的机构自由度。
一个原动件只能提供一个独立的参数。
1.2.3模块式六自由度机器人的应用六自由度机器人是一种典型工业机器人，在装配、自动搬运、喷涂、焊接、等工业现场中有广泛应用。
固高科技GRB系列的六自由度机器人是固高先进的设计与成熟完备的运动控制技术和教学理念有机结合的产物,它既满足工业现场的要求，也是教学与科研机构进行编程系统设计和运动规划的理想对象。
该机器人采用六关节的串联结构，各个关节以“精密谐波减速器+绝对编码器电机”为传动。
在小臂处留有气动工具、安装摄像头等外部设备的接口，并且提供备用的电气接口，方便用户进行功能的扩展。
机器人控制方面，采用集成的PC技术、逻辑控制、图像技术及具有专业运动控制技术的VME运动控制器，高速高精度，性能可靠稳定。
工业机器人广泛应用于工业领域。
工业机器人一般是指在工厂车间的环境中，配合自动化生产需要，代替人来完成零件或材料的加工、装配、搬运等操作的一种工业机器人。
工业机器人定义为:“一种可重复编程的、自动定位控制、多自由度、多功能的操作机。