三自由度焊接机器人设计
三自由度圆柱坐标型工业机器人设计
三自由度圆柱坐标型工业机器人设计引言工业机器人在现代制造业中起着至关重要的作用。
圆柱坐标型工业机器人是一种具有三个自由度的机器人，它可以在三维空间内进行精确的定位和操作。
本文将着重讨论三自由度圆柱坐标型工业机器人的设计原理和关键技术。
一、设计原理三自由度圆柱坐标型工业机器人的设计原理基于坐标变换。
它由一个立柱状的垂直轴和一个平行于地面的基座组成。
机器人的主要部件包括立柱、支撑臂、关节和末端执行器。
机器人的立柱可以在垂直方向上运动，提供Z轴位移。
支撑臂位于立柱的顶部，可以绕水平方向的Y轴旋转，提供Y轴位移。
末端执行器连接在支撑臂的末端，可以绕垂直方向的Z轴旋转，提供X轴位移。
二、关键技术1.位置传感器：为了实现精确的定位和操作，对机器人的运动进行准确的测量是必不可少的。
位置传感器可以用来测量机器人各个关节的角度以及末端执行器的位置信息。
2.逆运动学：逆运动学是指通过末端执行器的位置和姿态计算出机器人各个关节的角度。
通过逆运动学算法，可以实现机器人在三维空间内的精确定位。
3.控制系统：控制系统是三自由度圆柱坐标型工业机器人的核心。
它接收来自传感器的反馈信息，计算机器人的位姿，并输出相应的指令控制机器人的运动。
控制系统需要具备实时性和稳定性，以确保机器人的运动精度和安全性。
4.动力学分析：动力学分析可以帮助我们理解机器人在运动过程中的力学特性。
通过动力学分析，可以确定机器人在给定任务下所需的扭矩和力，并进行相应的力矩配平和选型。
三、设计步骤1.确定任务需求：在开始机器人设计之前，首先需要明确机器人所要完成的任务和工作环境。
2.选择结构参数：根据任务需求和工作环境，选择机器人的结构参数，包括立柱高度、支撑臂长度和末端执行器负载能力等。
3.逆运动学分析：根据机器人的结构参数和任务需求，进行逆运动学分析，得到机器人各个关节的角度和末端执行器的位姿。
4.控制系统设计：设计机器人的控制系统，选择合适的控制算法和硬件设备，实现机器人的运动控制和姿态调整。
三自由度机器人设计毕业设计
三自由度机器人设计毕业设计一、前言随着工业自动化水平的不断提高，机器人技术在生产制造领域中发挥着越来越重要的作用。
作为机器人技术的一个重要组成部分，三自由度机器人因其结构简单、控制方便等特点，被广泛应用于装配、焊接、喷涂等工业领域。
本文以三自由度机器人设计与控制为主题，围绕机械结构设计、运动学建模、控制算法设计等方面展开研究与分析，旨在为相关领域的研究提供一定的参考和借鉴。
二、机械结构设计三自由度机器人通常包括基座、臂部和末端执行器等部件，其机械结构设计直接关系到机器人的稳定性、精度和工作空间。
在本课题中，我们将采用柔性连接的直角坐标系结构设计，通过在关节处加装弹簧和减震器以减小振动，提高定位精度。
三、运动学建模运动学建模是机器人设计中的关键环节，它描述了机器人在工作空间内的姿态和位置。
本文将采用DH参数法建立机器人的坐标系变换矩阵，通过正运动学和逆运动学方程描述机器人的工作空间关系，并利用数值模拟软件对其进行验证和分析。
四、控制算法设计在机器人工作中，控制算法起着至关重要的作用。
为了保证机器人在工作过程中能够实现高效、精准地运动，我们将设计基于PID控制的位置控制算法，结合轨迹规划和避障算法，实现机器人的自动抓取和装配功能。
五、仿真与实验在设计完成后，我们将通过仿真软件对机器人进行工作空间分析和运动学验证，同时搭建实验平台，验证控制算法的有效性和稳定性。
通过比对仿真和实验结果，不断优化和改进机器人设计和控制算法，使其更加贴近实际工程应用需求。
六、结论与展望通过本课题的研究与分析，我们得出了一系列关于三自由度机器人设计与控制的结论和成果。
未来，我们将进一步深入研究机器人的感知技术、智能控制算法等方面，为实现更加智能化、高效化的工业机器人应用提供更多的技术支持和解决方案。
七、参考文献[1] 张强. 机器人技术及应用. 北京：机械工业出版社，2015.[2] 王勇. 机器人控制理论与应用. 上海：上海科学技术出版社，2019.[3] 李明，陈华. 工业机器人技术与应用. 北京：中国机械出版社，2018.通过以上对三自由度机器人设计与控制的研究和分析，我们可以更好地把握机器人技术的发展趋势，为相关领域的研究和实践提供更有价值的参考和借鉴。
本科毕业设计--3个自由度机械手设计
目录第一章引言 (2)1.1 机械手的分类 (2)1.2 机械手的组成 (5)1.3 应用机械手的意义 (7)第二章总体技术方案及系统组成2.1 原始数据 (8)2.2 工作要求 (8)2.3 系统组成 (9)2.4 总体技术方案 (9)2.4.1 动作分析 (10)2.4.2 手部 (10)第三章机修手的液压部分3.1 液压系统的工作原理 (12)3.2 液压传动的工作特性 (12)3.3 液压系统的组成 (12)3.4 液压系统的优,缺点 (13)第四章回转装置的总体组成和结构设计4.1 回转装置的组成 (15)4.1.1 执行件 (15)4.1.2 传递件 (15)4.1.3 驱动件 (15)4.1.4 控制系统 (16)第五章机械传动方案的设计与计算5.1 小车的主要组成部分 (17)5.2 同步带传动方式优缺点 (17)5.3 驱动动力源 (18)5.4 机械方案的传动设计计算 (19)5.4.1 设计数据确定 (19)5.4.2 同步带的结构设计计算 (20)总结与展望 (25)设计小结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)摘要在当今大规模制造业中，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的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、喷绘、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。
本课题将设计一台三自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。
首先。
本课题将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式、搭建机器人的结构平台。
AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises to improve production efficiency, guarantee the product quality, the general importance of the production process automation, industrial robots for automatic production line important members, the company gradually recognized and used. Industrial robot technology and applications to some extent reflect the level of a country's level of industrial automation, at present, the industrial robot is mainly responsible for the welding, printing, handling and stacking repetitive labor intensity and great work, work are normally taken to teaching and playback mode.This topic is to design a industrial robot with three DOFs, used for the transportation of materials to the stamping device. First. This topic will be the design of robot base, big arm, small arms and the structure of the manipulator, and then select the appropriate drive, driving mode, build the structure of robot platform.第一章引言机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
三自由度机器人设计毕业设计
三自由度机器人设计毕业设计一、引言近年来，机器人技术的发展为各行各业带来了巨大的变革和进步。
而在机器人设计的领域中，三自由度机器人一直以其简单、灵活和易于控制等特点备受关注。
本设计将围绕三自由度机器人的设计，研究其结构、控制系统以及应用。
二、三自由度机器人的相关概念三自由度机器人是指具有三个独立运动自由度的机器人。
在其结构设计中，一般包括三个旋转关节或者直线关节，使得机器人能够在三个不同的方向上运动。
这种结构使得三自由度机器人具有较强的灵活性和适应性，适用于各种各样的工业应用场景。
三、三自由度机器人的设计原理1. 结构设计：三自由度机器人的结构设计涉及到关节的选型、传动系统的设计以及工作空间的规划等方面。
应考虑机器人的稳定性、精度和载荷能力，以及工作环境的特点，如狭窄空间、高温或高湿度等因素。
2. 控制系统设计：三自由度机器人的控制系统设计应考虑到运动轨迹规划、动力学建模、传感器系统和实时控制等方面。
尤其是对于工业应用来说，控制系统的稳定性和精度是至关重要的。
3. 应用设计：三自由度机器人的设计还需要考虑具体的应用场景，例如装配、搬运、焊接、切割等。
在设计过程中，需要充分了解工艺流程和需求，以确保机器人的设计符合实际应用的需要。
四、毕业设计的主要内容1. 三自由度机器人结构设计：在毕业设计中，将对三自由度机器人的结构进行设计和优化，包括关节选型、传动系统设计以及工作空间规划等。
2. 控制系统设计：设计三自由度机器人的控制系统，包括运动规划、动力学建模、传感器系统设计以及实时控制算法的研究。
3. 应用案例研究：以实际应用场景为背景，设计并实现三自由度机器人的具体应用，如装配、搬运或焊接等。
4. 实验验证与性能评估：通过实验验证，对设计的三自由度机器人进行性能评估，包括精度、稳定性、响应速度等方面的指标。
五、预期成果1. 完整的三自由度机器人设计方案，包括结构设计、控制系统设计和应用案例研究。
2. 实验验证数据和性能评估报告，验证毕业设计的可行性和有效性。
载人三自由度三角形机器人的设计与研究设计
摘要机器人是一种能够模仿人类动作的机器，它可以完成许多对人类来说危险且单调的工作，机器人让人类从繁重、单调的工作中解脱出来。
它们从事固定而有规律的工作，例如工业生产中的焊接、喷漆等等。
本文主要以电动推杆作为主要执行元件来设计载人三自由度三角形机器人的整体方案。
该机构采用统一动作、协调控制的原则，通过推杆的行程的打开来实现机器人脚的运动，通过中控系统的控制来实现载人三自由度三角形机器人的动作，由于是中控系统控制，所以控制灵活，多样。
人可以坐在机器人上面，通过控制器来控制机器人的动作，实现一些人类靠自己脚力无法完成的功能。
关键词：机器人；工作；控制；三自由度三角形机器人ABSTRACTA robot is a machine which can imitate human actions, it can finish a lot of human risk and monotonous work, let the human robot free out from the heavy, monotonous work. They engaged in regular work, such as industrial production welding, painting and so on.The overall scheme of this paper to the electric push rod as the main component to design manned three degree of freedom triangular robot. The mechanism adopts the unified action, the coordinated control principle, by opening the travel of the push rod to realize the robot foot movement, to achieve a manned with three degrees of freedom robot motion control in the triangle by control system, the control system to control, so the control of flexible, multi sample. People can sit on the robot, the controller is adopted to control the robot's movement, the realization of some people rely on their own to complete the function of the leg muscles.Key word: Robot；cylinder；pneumatic loop；Four degrees of freedom目录摘要 (i)ABSTRACT............................................................................................................. i i 目录 ..................................................................................................................... i ii 1 绪论 . (1)1.1 机器人简史 (3)1.2 应用机器人的意义 (6)1.3 本课题研究的内容 (9)2 载人三自由度三角形机器人总体方案结构的设计 (12)2.1 载人三自由度三角形机器人的总体方案图 (12)2.2 载人三自由度三角形机器人的工作原理 (12)3 机械结构的设计 (13)3.1电动推杆的定义 (14)3.2电动推杆的主要结构 (15)3.3电动推杆的设计计算 (16)3.4 连接轴的设计 (17)4 各主要零部件强度的校核 (18)4.1 连接轴轻度的校核 (19)4.2 底板强度的校核 (19)5 载人三自由度三角形机器人的三维建模 (20)5.1 电动推杆的三维建模 (23)5.2 支板的三维建模 (24)5.3 安全栏的三维建模 (25)5.4 载人三自由度三角形机器人的三维建模 (25)6 三维软件设计总结 (26)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (38)附录一 (32)附录二 (42)1 绪论机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
3个自由度机械手设计
目录第一章引言 (2)1.1 机械手的分类 (2)1.2 机械手的组成 (5)1.3 应用机械手的意义 (7)第二章总体技术方案及系统组成2.1 原始数据 (8)2.2 工作要求 (8)2.3 系统组成 (9)2.4 总体技术方案 (9)2.4.1 动作分析 (10)2.4.2 手部 (10)第三章机修手的液压部分3.1 液压系统的工作原理 (12)3.2 液压传动的工作特性 (12)3.3 液压系统的组成 (12)3.4 液压系统的优,缺点 (13)第四章回转装置的总体组成和结构设计4.1 回转装置的组成 (15)4.1.1 执行件 (15)4.1.2 传递件 (15)4.1.3 驱动件 (15)4.1.4 控制系统 (16)第五章机械传动方案的设计与计算5.1 小车的主要组成部分 (17)5.2 同步带传动方式优缺点 (17)5.3 驱动动力源 (18)5.4 机械方案的传动设计计算 (19)5.4.1 设计数据确定 (19)5.4.2 同步带的结构设计计算 (20)总结与展望 (25)设计小结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)摘要在当今大规模制造业中，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的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、喷绘、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。
本课题将设计一台三自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。
首先。
本课题将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式、搭建机器人的结构平台。
AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises to improve production efficiency, guarantee the product quality, the general importance of the production process automation, industrial robots for automatic production line important members, the company gradually recognized and used. Industrial robot technology and applications to some extent reflect the level of a country's level of industrial automation, at present, the industrial robot is mainly responsible for the welding, printing, handling and stacking repetitive labor intensity and great work, work are normally taken to teaching and playback mode.This topic is to design a industrial robot with three DOFs, used for the transportation of materials to the stamping device. First. This topic will be the design of robot base, big arm, small arms and the structure of the manipulator, and then select the appropriate drive, driving mode, build the structure of robot platform.第一章引言机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
三自由度机器人设计毕业设计
三自由度机器人设计毕业设计
当涉及到设计一台三自由度机器人的毕业设计，需要考虑多个方面，包括机械结构、传感器、控制系统以及实际应用。
下面是一份可能的毕业设计大纲，供您参考。
一、引言
- 简要介绍三自由度机器人的概念及其在工业及其他领域的应用
- 阐明设计该机器人的目的和意义
二、文献综述
- 回顾目前关于三自由度机器人设计和控制方面的研究成果
- 分析该领域的发展趋势和存在的问题
三、机械结构设计
- 描述机器人的整体结构，包括关节类型、链条结构和末端执行器
- 详细介绍每个关节的设计考量，例如扭矩、速度和位置精度等
- 分析机器人的运动学和动力学特性
四、传感器系统设计
- 确定必要的传感器类型，如位置传感器、力传感器等
- 说明传感器的布局和工作原理
- 讨论传感器的精度和灵敏度对机器人性能的影响
五、控制系统设计
- 选择适当的控制方法，如PID控制、模糊控制或神经网络控制
- 根据机械结构和传感器系统的要求，设计和调试控制算法
- 确定控制系统的实时性和稳定性
六、实验验证与分析
- 搭建实验平台，验证设计的机械结构和控制系统性能
- 分析实验结果，包括机器人的定位精度、动态响应等性能指标
- 与已有研究成果进行比较，验证设计的合理性和优越性
七、结论与展望
- 总结整个设计过程和实验结果，总结优点和不足
- 展望未来，提出设计的改进方向及可能的应用领域
八、参考文献
- 列出引用的相关文献，包括设计手册、研究论文和相关标准
以上大纲仅供参考，设计时需根据具体情况进行调整和完善。
希望对您的毕业设计有所帮助！。
三自由度机器人设计
审定成绩：毕业设计（论文）设计（论文）题目：三自由度机器人设计系部名称：机电工程系学生姓名：专业：机电一体化班级：学号：指导教师：答辩组负责人：填表时间：年月摘要在工业上，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。
本设计为三自由度直角坐标型工业机器人，其工作方向为三个直线方向。
在控制器的作用下，它执行将工件从一个地方搬到另一个地方这一简单的动作,本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。
关键词：三自由度直角坐标工业机器人AbstractIt is starting to change the modern industrial landscape. The design for the industrial robot of three degrees of freedom Cartesian coordinate its work direction for the three linear directions. The role of the controller, which performs the workpiece moved from one place to another place of this simple action, This is the entire design more comprehensive introduction and summary.Keywords：three degrees of freedom, rectangular coordinates, industrial robots目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)第1章概述...‥ (2)1.1机器人概述 (2)1.2机器人的历史和现状 (4)1.3机器人的发展趋势 (6)第2章总体设计 (8)2.1 机器人的组成及各部分关系概述 (8)2.2 总体方案拟定 (9)2.3 驱动方式的选择 (11)第3章机械系统设计 (13)3.1 机械手的结构设计 (13)3.2 传动丝杆的设计 (17)3.3 导轨的设计 (20)3.4 轴承的选择 (21)3.5 电机的选择 (22)第4章总结 (25)致谢 (27)参考文献 (27)前言随着现代化科学技术的飞速发展和社会的进步，自动化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。
3个自由度机械手设计
3个自由度机械手设计在机械工程领域，自由度是指机械系统能够相对于给定的参考坐标系进行自由移动的能力。
一个自由度可以定义为系统中独立运动的最小数量。
在机械手设计中，自由度是一个重要的参数，决定了机械手的灵活性和能够执行的运动任务。
以下是三个具有不同自由度的机械手设计：1.二自由度机械手二自由度机械手通常由两个旋转关节组成，分别控制机械手在水平和垂直方向上的运动。
这种机械手设计常用于需要在平面上移动和旋转物体的应用，如装配线上的零件搬运和放置。
机械手的两个关节可以通过电机和传动装置控制，使得机械手能够沿不同方向进行精确的运动。
2.三自由度机械手三自由度机械手通常由两个旋转关节和一个直线关节组成，分别控制机械手在水平、垂直和前后方向上的运动。
这种机械手设计常用于需要进行更复杂操作的应用，如工业机器人中的装配和焊接。
机械手的旋转关节可以使机械手在水平和垂直方向上进行精确的定位，直线关节可以使机械手在前后方向上进行伸缩，从而实现更加灵活的操作。
3.六自由度机械手六自由度机械手是最常见的机械手设计，通常由三个旋转关节和三个直线关节组成。
旋转关节控制机械手在水平、垂直和绕轴方向上的运动，直线关节控制机械手在前后、左右和上下方向上的运动。
这种机械手设计在许多领域中得到广泛应用，如汽车制造、医疗设备和航空航天等。
六自由度机械手的设计使得机械手能够进行复杂的运动和操作，具有较高的灵活性和精确性。
总的来说，机械手的自由度是机械手设计中的一个重要参数，决定了机械手的灵活性和能够执行的运动任务。
不同自由度的机械手适用于不同应用场景，可以根据具体需求选择合适的机械手设计。
三自由度直角坐标工业机器人设计论文
1设计任务描述
1.1设计题目：三自由度直角坐标工业机器人设计
1.2设计要求
1.2.1设计目的：
1）了解工业机器人技术的基本知识以及单片机、机械设计、传感器等相关技术。
2）初步掌握工业机器人的运动学原理、传动机构、驱动系统及控制系统并应用于工业机器人的设计中。
5.2运动控制功能
运动控制功能是指对工业机器人末端操作器的位置、速度、加速度等项目的控制。
在本次设计中我采用示教再现控制方式来对此机器人进行控制，其主控芯片为我们熟悉的C8051F020单片机。使用此款单片机再配合一些外围电路的集成就可实现对各个电动机的控制，再加上一些在软件上的编写配合好光电编码器，就可以实现PID算法，并组成一个简单的闭环系统。
图4.4步进电机驱动电路
本步进电机为四相电机。通过控制P1.0，P1.1，P1.2，P1.3的高低电平，来控制电机的正反装。其中二极管有保护作用，因为电机通电时电流逐渐增大，而电机断电时电流也是正逐渐减小，如果逐渐减小的的电流不能及时流走，将对其他器件造成损坏。故接二极管保护单片机免受损坏。
4.5机械机构设计
工业机器人的机械结构系统由基座、手臂、末端操作器三大件组成。每一大件都有若干自由度，构成一个多自由度的机械结构。
若基座具备行走机构、则构成行走机器人；若基座不具备行走及腰转机构，则构成单机器人臂（Single Robot Arm）。手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件，它可以是二手指或多手指的手抓，也可以是喷漆枪、焊具等作业工具。
沈阳工程学院
课 程 设 计
设计题目：三自由度微型直角坐标工业机器人模型设计
中 文 摘 要
三自由度机器人机构设计 (1)
目 录前Biblioteka 言机器人技术的发展，可以说是科学技术发展共同的一个综合性的结果，同时，也是为社会经济发展产生了重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，人类的发展随着人们逐渐的这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中,需求能够解放人的一种工具。那么这种工具就是代替人们去能够从事复杂和繁重的体力劳动，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。另一方面，人们有各种各样的好的想法，它也归功于电子技术，计算机技术以及制造技术等相关技术的发展而产生了提供了强大的技术保证。
关键词：机器人，液压泵，自动化，优越性
Industry Robot Design
ABSTRACT
Industry machine hand is industry produce of inevitable outcome, it be the parts of function of a kind of mimicry human body arms, according to schedule to request to transport a work piece or hold to hold tool to carry on operation of automation technique equipments, to realization industry produce automation, push industry produce of further development have already emphasized to want a function.As a result have strong vitality, be subjected to people of extensive value with welcome.Practice certificate, industry the machine hand can replace hand of heavy labor, show Zhao to ease a worker of labor strength, improvement labor condition, exaltation labor rate of production and automation level.The industry produce medium usually appear of bulky work piece of porterage and long-term multifarious, monotonous of operation, adoption machine hand is valid.In addition, it can at heat, low temperature, deep water, cosmos, radio and other poisonous, pollution under the environment condition carry on operation, more manifestation it superiority, have vast of development prospect.
三自由度机器人机构设计
Industry Robot Design
ABSTRACT
Industry machine hand is industry produce of inevitable outcome, it be the parts of function of a kind of mimicry human body arms, according to schedule to request to transport a work piece or hold to hold tool to carry on operation of automation technique equipments, to realization industry produce automation, push industry produce of further development have already emphasized to want a function.As a result have strong vitality, be subjected to people of extensive value with welcome.Practice certificate, industry the machine hand can replace hand of heavy labor, show Zhao to ease a worker of labor strength, improvement labor condition, exaltation labor rate of production and automation level.The industry produce medium usually appear of bulky work piece of porterage and long-term multifarious, monotonous of operation, adoption machine hand is valid.In addition, it can at heat, low temperature, deep water, cosmos, radio and other poisonous, pollution under the environment condition carry on operation, more manifestation it superiority, have vast of development prospect.
三自由度直角坐标工业机器人设计
三自由度直角坐标工业机器人设计引言机器人技术在工业领域的应用日益广泛。
直角坐标工业机器人是一种经典的机器人设计，具有优秀的定位精度和工作灵活性。
本文将介绍一种三自由度直角坐标工业机器人的设计方案。
机器人结构该直角坐标工业机器人采用传统的XYZ三轴结构，具有三个自由度，分别代表机器人在X、Y、Z方向上的运动。
机器人的主体由底座、横梁和工作台组成。
底座底座是机器人的支撑结构，用于固定机器人的横梁和工作台。
底座材料使用高强度金属合金，可以提供足够的稳定性和刚性。
横梁横梁是机器人的承载结构，负责承受工作台和负载的重量。
横梁由两根平行的轨道和连接轨道的横梁梁座构成。
横梁的上表面设有金属滑轨，工作台可以在横梁上自由移动。
工作台工作台是机器人的最顶部部分，用于安置工具和完成具体任务。
工作台的平面上装有夹具，可以固定不同的工具。
工作台可以通过横梁自由移动，实现在X和Y 方向上的运动。
机器人控制该直角坐标工业机器人采用集中控制方式，即通过中央控制器对各个自由度进行控制。
中央控制器由主控制器、伺服驱动器和传感器组成。
主控制器主控制器是机器人的大脑，负责接收和分析外部指令，控制机器人的运动。
主控制器采用强大的微处理器，配合复杂的控制算法，可以实现高精度的运动控制。
伺服驱动器伺服驱动器是机器人的关节驱动装置，用于控制机器人的每个自由度的运动。
伺服驱动器由电机和位置编码器组成，可以实时感知关节的角度，并根据主控制器的指令驱动电机实现精准控制。
传感器机器人上配备了各种传感器，用于感知外界环境和工件状态。
常用的传感器包括视觉传感器、压力传感器和力传感器等。
传感器可以为机器人提供实时反馈信息，使其能够适应不同的工作环境和工件。
优势和应用三自由度直角坐标工业机器人具有以下优势：•精准定位：该机器人采用高精度伺服控制系统，可以实现毫米级的定位精度。
•灵活适应：机器人可以自由在X、Y、Z三个方向上运动，适应各种复杂的工作空间。
•高效生产：机器人的运动速度和精准控制可以大大提高生产效率。
3个自由度机械手设计
3个自由度机械手设计在工业自动化领域，机械手是一种高度灵活、可编程的装置，用于执行各种重复性任务。
机械手的自由度决定了其在空间中能够完成的运动和操作。
在本文中，我们将讨论三种常见的3个自由度机械手设计。
1.旋转-伸缩-平移机械手旋转-伸缩-平移机械手通常由三个关节组成，每个关节负责一个自由度。
这种机械手的第一个关节可以使机械手绕固定基座旋转，提供良好的基本操作空间。
第二个关节负责伸缩功能，可以改变机械手的工作距离和抓取能力。
第三个关节负责平移功能，使机械手能够在水平方向上移动物体。
这种设计的机械手适用于需要在一个平面上操作的应用，例如装配、包装和搬运。
2.平移-伸缩-旋转机械手平移-伸缩-旋转机械手与旋转-伸缩-平移机械手相似，只是关节的顺序有所不同。
第一个关节负责平移功能，使机械手能够在垂直方向上移动物体。
第二个关节负责伸缩功能，可以改变机械手的工作距离和抓取能力。
第三个关节负责旋转功能，可以绕固定基座旋转。
这种设计的机械手适用于需要在垂直方向上操作的应用，例如装卸货物、搬运瓶子或管道。
3.旋转-平移-伸缩机械手旋转-平移-伸缩机械手也由三个关节组成，但关节的顺序与旋转-伸缩-平移机械手截然不同。
第一个关节负责绕固定基座旋转，第二个关节负责在垂直方向上平移，第三个关节负责伸缩功能。
这种设计的机械手适用于需要在三维空间中灵活操作的应用，例如装配零件、拆卸设备或进行复杂的精密操作。
这三种3个自由度机械手设计都在不同程度上提供了空间灵活性和操作能力。
根据具体的应用需求和可用空间，可以选择适合的设计。
此外，机械手的自由度还可以根据需要进行扩展，以适应更复杂的任务和环境。
机械手的设计和应用一直在不断发展和创新，为工业生产和自动化提供更大的便利和效率。
三自由度并联机器人设计
三自由度并联机器人设计一、BASE设计：(1)新建：打开solidworks软件，进入界面以后点击新建，选择新建“零件”。
(2)草图绘制，选择前视基准面，进入草图绘制界面。
(3)绘制草图：●使用多边形工具绘制正三角形，并使用智能尺寸设置边长为340mm。
●绘制R=15的圆作为构造线，在构造线上以线上一点为圆心，绘制R=5的小圆，并使用圆周陈列形成4个小圆。
●再使用一次圆周陈列，在三角形的三个角上形成相同的四个小圆。
如图：（4）使用特征工具栏中的拉伸，拉伸后形成的实体如图：(5)在拉伸后的实体上的一个面上画一个R=10的小圆，并拉伸20mm，形成一个凸台。
二、杆件1设计：草图绘制正三角形时，设置边长为280mm,其他做法同BASE 的做法。
三、杆件2设计（1）在草图中绘制R=12的圆。
（2）拉伸成，深度350，形成圆柱体。
（3）在圆柱的一个底面上绘制R=8的圆，拉伸，深度为30mm。
（4）使用特征——圆顶，选择小圆柱凸台的底面进行添加圆顶，长度为20mm。
（5）使用抽壳工具，厚度选择 3.00mm使圆柱形成薄壁。
四、杆件2设计：(1)草图上绘制R=9mm的圆，并拉伸，深度为300mm，形成圆柱如图：(2)使用草图工具中的矩形工具，在拉伸后的圆柱的一个底面上绘制如图所示的矩形，尺寸约束如图所示。
(4)拉伸切除，深度设置为20mm。
(5)在截面上画R=5的圆。
(6)拉伸，选择方式为两侧对称，深度为30mm。
完成的杆件2的轴测图如下：四、球副座设计(1)在草图上绘制如下草图：(2)使用线性阵列中的圆周阵列，形成其他三个小圆。
(3)拉伸，深度设为10mm。
(4)在圆柱一表面绘制草图：并拉伸形成如下(5)在凸台表面绘制R=11.6的半圆。
(6)使用扫描切除工具，形成半球凹曲面。
五、转动副底座设计：(1)方法同球副座设计，形成如下：(2) 使用矩形工具在底面上绘制的草图如下：(3)使用拉伸切除命令，深度设为20mm。
三自由度并联机器人设计说明书
1、打开程序双击Solidworks2012图标，打开solidworks2012程序。
2、球副底座的绘制过程1）新建文档单击“文件”按钮，选择“新建”。
在出现的对话框中双击选择“单一设计零部件的3D展现”。
2）绘制草图①单击前视基准面，选择“草图绘制”进入草图。
②在草图绘制工具栏中，选择“圆”，在绘图区以原点为圆心，以任意长为半径画圆。
设置圆直径为200mm。
3）拉伸底座单击特征工具栏中的“拉伸凸台/基体”，在左侧设定参数，拉伸深度为20mm，4）绘制草图①单击凸台上表面，选择“草图绘制”进入草图。
②在草图绘制工具栏中，选择“圆”，在绘图区以原点为圆心，以任意长为半径画圆。
设置圆直径为24mm。
5）拉伸凸台单击特征工具栏中的“拉伸凸台/基体”，在左侧设定参数，拉伸深度为20mm，6）绘制草图①单击凸台上表面，选择“草图绘制”进入草图。
②在草图绘制工具栏中，绘制草图如图。
7）旋转切除单击特征工具栏中的“旋转切除”，旋转中心线为直线。
8）圆周阵列单击“工具”→“草图工具”→“圆周阵列”，进入圆周阵列。
在左侧设定要阵列的数量为3，从草图中选择要阵列的实体为步骤7）所得实体。
单击“确认”，退出阵列。
效果如图。
4）保存保存文档为“球副底座”。
3、球副杆的绘制过程1）新建文档单击“文件”按钮，选择“新建”。
在出现的对话框中双击选择“单一设计零部件的3D展现”。
2）绘制草图1①单击前视基准面，选择“草图绘制”进入草图。
②在草图绘制工具栏中选择“圆”，以原点为圆心，任意长为半径绘制一个圆形。
③选择“智能尺寸”为圆形添加尺寸，直径为30mm。
④单击“退出草图”完成草图绘制。
3）拉伸在特征工具栏中选择“拉伸凸台/基体”，在左侧设定拉伸长度为90mm。
单击“确认”，退出特征编辑。
4）绘制草图2①单击上一步拉伸出的圆柱的一个端面，选择“草图绘制”，进入草图编辑。
②在草图绘制工具栏中，选择“圆”，以原点为圆心，以任意长为半径画圆。
机电一体化课程设计-三自由度机械手设计要点
摘要本次设计实验用三自由度机械手为实验用专用机械手，主要由手爪、手臂、机身、机座等组成，具备上料、搬运等多种功能，本机械手机身采用机座式，实验对象围绕机座布置，其坐标形式为关节式，具有水平旋转、手臂竖直摆动等3个自由度；驱动方式为电机驱动，利用电机带动减速机，减速机减速后带动旋转轴实现各个回转运动。
电动驱动的优点是控制精度高，能精确定位，反应灵敏，可实现高速、高精度的连续轨迹控制，伺服特性好。
本次设计的机械手能对不同物体完成多种动作。
采用单片机控制系统，最终实现关节的伺服控制和制动、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的在线修改程序、设置参考点和回参考点。
关键词：机械手；电机驱动；伺服。
目录摘要 . (I)Abstract . .............................................................................. 错误！未定义书签。
第1章绪论 . (1)1.1 题目提出的意义 (1)1.2 国内外发展现状 (1)第2章方案的确定与比较分析 (3)2.1 机械手机械系统的比较与选择 (4)2.2 机械手驱动系统的比较与选择 (6)第3章驱动源的选择与设计计算 (9)3.1 主要技术参数的确定 (9)3.2 各关节电机的选择计算 (10)3.2.1 大臂旋转电机的选择 (11)3.2.2 小臂旋转电机的选择 (12)3.2.3 腰部旋转电机的选择 (13)第4章手部结构设计 (15)4.1 夹持式手部结构 (15)4.1.1 手指的形状和分类 (15)4.1.2 设计时考虑的几个问题 (15)4.2 手部夹紧气缸的设计 (16)4.2.1 弹簧的设计计算 (16)4.2.2 对于压缩弹簧稳定性的验算 (17)4.2.3 疲劳强度和应力强度的验算。
(17)4.2.4 手部驱动力计算 (18)4.2.5 气缸直径的设计计算 (19)4.2.6 缸筒壁厚的设计 (21)4.2.7 活塞杆运动行程的计算 (21)第5章各机械部件的设计选择与校核 (23)5.1 轴的设计与校核 (23)5.1.1 大臂旋转轴的设计 (23)5.1.2 大臂轴的强度校核 (24)5.2 键的选择与强度的校核 (27)5.3 轴承寿命的校核 (30)5.4 联轴器的选择与圆锥销的校核 (31)5.4.1 联轴器的选择. (31)5.4.2 联轴器圆锥销的校核 (32)第6章控制系统设计 (33)6.1 单片机最小系统 (33)6.1.1 8051单片机介绍 (34)6.2.2 复位电路 (36)6.1.3 振荡电路 (36)6.2 串行接口电路 (37)6.3 传感器 (38)6.3.1 传感器的选型 (38)6.3.2 硬件电路的设计 (39)6.4 电动机的控制 (40)6.4.1 L298N 电机驱动芯片简介 (40)6.4.2 硬件电路图 (41)结论 . (42)致谢 . (43)参考文献 . (44)CONTENTSAbstract . .............................................................................. 错误！未定义书签。
三自由度机器人结构设计说明书
………………………………………………………………… ‥………………………………………………
3.2.3 腰部和基座设计 ………………………………………………………………… 3.3 工业机器人的机械传动装置设计 3.3.1 滚珠丝杠的选择 ………………………………………………………………… 3.3.2 谐波齿轮的选择 ………………………………………………………………… 3.3.3 联轴器的选择 ………………………………………………………………… ……………………………………………… ‥……………………… 第 4 章 工业机器人的计算机控制系统概述 4.2 计算机控制系统的设计方案 4.3 硬件电路的组成 5.1 安全要求 5.2 实施方法 鸣谢 参考文献
4.1 工业机器人控制系统的特点及对控制功能的基本要求
……………………………………………………… ……………………………………………
…………………………………………………………………
第 5 章 工业机器人运行时应采取的安全措施
………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………
1 2 2 3 3 3 5 5 6 6 7 8 11 12 18 18 19 20 20 21 22 22 22 22 23 23 24
2.1 工业机器人的组成及各部分关系概述
……………………………………………………………… 4
2.2.1 设计要求 ………………………………………………………………………… 2.2.3 工业机器人的主要技术参数 第 3 章 工业机器人的机械系统设计 3.1 工业机器人的运动系统分析 3.1.1 机器人的运动概述 3.1.2 机器人的运动过程分析 3.2 工业机器人的执行机构设计 3.2.1 末端执行机构设计 3.2.2 手臂机构设计 …………………………………………………
三自由度机器人设计毕业设计
三自由度机器人设计毕业设计摘要：本设计是三自由度机器人的设计，通过采用RV减速器作为驱动装置，通过电动机带动蜗杆蜗轮减速器旋转，通过蜗轮蜗杆和齿轮传动实现减速和增速的功能，并且控制电路的实现来实现机器人各轴的运动，以及检测电路来检测机器人工作状态下的速度和加速度。
控制系统包括PC端软件控制界面，方便实现人机交互控制；包括控制系统硬件的设计与制作以及相关软件的编写与调试。
设计包括对机器人硬件部分的安装、调试和机器人的基本操作控制等步骤。
机器人整体设计具有很好的灵活性、运动平稳性和可靠性。
关键词：三自由度机器人；RV减速器；控制系统；安装调试一、引言随着科技的不断进步，机器人的应用越来越广泛，特别是在工业生产、医疗、军事等领域中，机器人的应用已经成为了不可缺少的一部分。
而三自由度机器人的设计和制作，更是机器人的一个重要方向。
三自由度机器人可以实现三维空间的任意运动，大大提高了机器人的灵活性和适应性。
本文以三自由度机器人为研究对象，介绍其设计过程、控制系统以及安装调试过程。
二、设计方案1. 机器人总体结构三自由度机器人的总体结构主要包括驱动系统、控制系统、传感器检测系统、行走系统以及各种辅助装置等。
驱动系统采用RV减速器作为驱动装置，控制系统采用单片机作为控制核心，传感器检测系统采用光电编码器来实现速度和加速度的检测。
行走系统采用四个独立的驱动轮，保证机器人的运动稳定性。
2. 控制系统设计控制系统是整个机器人的核心部分，采用单片机作为控制核心，通过控制电路的实现来实现机器人各轴的运动。
同时，为了方便实现人机交互控制，设计PC端软件控制界面。
在软件设计方面，采用C语言编程，实现控制算法和控制逻辑。
同时，为了提高系统的可靠性和稳定性，设计了故障检测和报警系统。
三、硬件制作与安装1. 驱动装置驱动装置采用RV减速器作为驱动装置，RV减速器具有很高的传动效率、很大的输出扭矩、很小的噪音和很好的使用寿命等特点。
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摘要随着工业水平的发展,重要的大型焊接结构件的应用越来越多,其中大量的焊接工作必须在现场作业,如集装箱波纹板焊接机器人、大型舰船舱体、甲板的焊接、大型球罐(储罐)的焊接等。
而这些焊接场合下，焊接机器人要适应焊缝的变化，才能做到提高焊接自动化的水平。
无疑,将机器人技术和焊缝跟踪技术结合将有效地解决大型结构件野外作业的自动化焊接难题。
因此机器人的设计对于解决这一难题至关重要。
本课题主要完成机器人运动学的逆解、车体的总体设计、电机的选择等方面。
主要从机器人运动学逆解的角度完成一个周期内的运动学逆解，求出三个关节应按照什么运动规律进行运动，还有三个关节的运动之间的函数关系，进而完成对整个机器人的总体设计。
通过对小车的受力分析完成对车轮、车体的设计。
根据实际操作中遇到的问题对完成对电机的选择。
最后对所选的齿轮进行校核，使之能完成具体的操作要求。
关键词机器人技术机构设计运动学逆解强度校核目录1 绪论 (1)1.1选题的依据及意义 (1)1.2 研究现状及发展趋势 (1)1.3本课题的研究设计内容及方法 (3)1.4课题的完成情况 (5)2 焊接机器人机构运动学分析 (6)2.1运动学分析数学基础-齐次变换（D-H变换） (6)2.2 变换方程的建立 (7)2.3运动学分析处理方法 (9)2.4逆解过程 (10)2.5本章小结 (27)3结构设计 (29)3.1小车行走结构设计 (29)3.2 摆动关节电机选择 (35)3.3本章小结 (36)结束语 (37)致谢 .................................................................................................. 错误！未定义书签。
参考文献 (39)附录 (40)1 绪论1.1 选题的依据及意义这里介绍该课题的选题背景，以及完成该课题的意义。
1.1.1 选题的依据针对集装箱波纹板焊接自动化水平低的现状：目前用于焊接集装箱侧板与顶侧梁、底侧梁的自动焊专机，由于在焊接过程中，焊枪不能随波形的变化调整与焊枪速度的夹角（焊接工艺参数也未有变化），如图1.1所示，在直线段与在波内斜边段，焊接速度方向恒为水平向右，而焊枪与焊缝保持垂直，故焊枪与焊接速度的夹角不能保持恒定，直接导致在直线段的焊缝成形与在波内斜边段的焊缝成形不能保持一致，进而导致在直线段焊接与在波内斜边段焊接的焊缝的质量不一样，进而制约集装箱的生产质量[1]。
图1.1 集装箱波纹板示意图1.1.2 选题的意义通过完成该课题，即设计出集装箱波纹板三自由度焊接机器人及对其进行运动学分析，能够解决在焊接过程中焊枪不能随波形的变化调整与焊枪速度的夹角这个问题，使得在直线段与在波内斜边段焊接时，焊枪与焊缝都保持垂直，相对于焊缝的焊接速度都恒为同一速度，进而能够提高在直线段与在波内斜边段的焊缝成形的一致性，提高集装箱的生产质量。
1.2 研究现状及发展趋势这里的研究现状及发展趋势包括三个方面：前面也提到这里的集装箱波纹板三自由度焊接机器人（为移动焊接机器人）是为提高焊接自动化水平的，故这里为移动焊接机器人的研究现状及发展趋势；关于结构设计方面的研究现状及发展趋势；关于运动学分析的常用方法[5]。
1.2.1 移动焊接机器人的研究现状及发展趋势这里所设计的移动机器人为有轨移动焊接机器人，只是现有的移动焊接机器人技术在集装箱波纹板焊接中的应用，是该领域的焊接自动化水平低的缘故，而当前的移动焊接机器人技术有相当的发展。
随着工业水平的发展,重要的大型焊接结构件的应用越来越多,其中大量的焊接工作必须在现场作业,如大型舰船舱体、甲板的焊接、大型球罐(储罐)的焊接等。
而这些焊接场合下，焊接机器人要适应焊缝的变化，才能做到提高焊接自动化的水平。
无疑,将机器人技术和焊缝跟踪技术结合将有效地解决大型结构件野外作业的自动化焊接难题。
当前国内外在移动焊接机器人方向研制的几个典型移动焊接机器人如下：(1) 韩国Pukyong国立大学的Kam B O 等研制的舱体格子形构件焊接移动机器人这种机器人能够在人比较难以达到的狭窄空间自主地实现焊接过程,能够自动寻找焊缝的起始点。
在遇到格子框架的拐角焊缝时,在保证焊接速度不变且焊炬准确对准焊缝的情况下,能够自动调整机器人本体和十字滑块的位置[4]。
(2) 日本庆应大学学者 Suga 等为平面薄板焊接研制的自主性移动焊接机器人该机器人能够直线前进,还可以利用两个轮的差速控制小车的转弯,它装焊枪的臂可以伸缩，可以检测焊缝的位置并精确的识别焊缝的形状,如是直线焊缝、曲线焊缝、还是折线焊缝等[5]。
(3) 日本庆应大学学者 Suga 等研制了管道焊接自主移动机器人该机器人可以沿着管道移动 ,根据 CCD 摄取的图象信息,在焊前可以自动寻找并识别焊缝,然后使机器人本体沿管道方向移动达到正确的焊接位置[5]。
(4) 清华大学机械工程系与北京石油化工学院装备技术研究所联合研制的球罐磁吸附轮式移动焊接机器人该机器人的焊炬跟踪精度可达±0.5mm,能够满足实际工程应用[3]。
(5) 上海交通大学研制的具有自寻迹功能的焊接移动机器人该机器人在焊前,小车能够自动寻找焊缝并经过轨迹推算后自动调整小车本体和焊炬的位姿到待焊状态；在焊接过程中能够进行横向大范围的实时焊缝跟踪[8]。
当前绝大多数移动焊接机器人还能焊缝跟踪,焊前必须通过人为的方式,把机器人放到坡口附近合适的位置,并且通过手动将机器人本体、十字滑块等调整到合适的待焊状态 ,也就是说机器人的自主性还很低,基本上还不具有自主的运动规划能力。
未来的发展趋势为三个方面：选择视觉传感器来进行传感跟踪，因为与图象处理方面相关的技术得到发展；采用多传感信息融合技术以面对更为复杂的焊接任务；由于控制技术由经典控制到向智能控制技术的发展，这也将是移动焊接机器人的控制所采用。
1.2.2 焊接机器人机构设计的研究现状及发展趋势在当前，机器人的机构设计绝大部分还是采用依据具体的情况来设计专用焊接机器人，称之为固定结构的传统机器人，其运动特性使特定机器人仅能适应一定的范围,不利于机器人的发展。
解决这一问题的方法就是利用关节模块和连杆模块,根据具体的要求开发可重构机器人系统。
下面为当前一些人所做的研究：(1) Benhabib等人建立的机器人库,将模块分成模块单元连接器、连杆模块、主关节模块和末端关节模块四类[13]；(2) 1999年DanielaRus等提出了一种由晶体结构“分子”组成的可自重构机器人系统[13]；(3) 上海交通大学的费燕琼和沈阳航空工业学院的张艳丽等对模块化机器人的构形设计进行了研究[13]。
1.2.3 运动学分析的常用方法机器人逆运动学问题在机器人运动学、动力学及控制中占有非常重要的地位，直接影响着控制的快速性与准确性。
逆运动学问题就是根据已知的末端执行器的位姿(位置和姿态)，求解相应的关节变量。
目前机器人运动学逆解方法有三种：(1) 以手臂的精确的几何模型为前提研究求解运动学方程的方法（几何法）。
该法只能用于特定结构的机器人。
(2) 通常在假设机器人的雅可比矩阵已知的前提下，利用其逆矩阵来求解逆运动学（齐次变换法）。
(3) 智能求解方法。
该方法典型的有：基于学习的算法和神经网络算法；基于扩散方程的学习算法。
1.3 本课题的研究设计内容及方法本课题所涉及的内容主要是两块，分别为关于集装箱波纹板三自由度焊接机器人机构的运动学分析，该机器人车体结构的设计。
1.3.1 三自由度焊接机器人机构运动学分析(1) 机构方案根据实际的集装箱波纹板的焊接条件，我们采用三个运动关节的机器人：左右平移的焊接机器人本体1、上下平移的十字滑块2和做摆动运动的末端效应器3（如图1.2）。
图 1.2 三自由度焊接机器人关节模型（俯视图）(2) 证明该方案能够求出三个关节的运动学逆解，并且该解满足一定的约束，能够有效的解决在集装箱波纹板在直线段中焊接的焊缝成形与在波内斜边段中焊接的焊缝成形不一致。
(3) 所要解决的问题熟悉运动学逆解的方法、建立运动学模型、找出变换关系、逆解。
(4) 方法齐次坐标变换方法。
1.3.2 焊接机器人结构设计由于在这里借用了一个现成的运动关节上下平移的十字滑块，故这里所做的设计主要为小车行走机构（即左右平移的焊接机器人本体1）。
所要解决的问题及任务：小车行走机构：车体结构方案的确定，驱动电机功率的估计，驱动电机的选择传动的校核。
其它：摆动关节电机的选择等。
1.4 课题的完成情况(1) 确定集装箱波纹板焊接机器人总体机构方案，并对该机构存在运动学逆解，并求出，该解满足集装箱波纹板的焊接要求。
(2) 做出了车体结构设计与校核。
2 焊接机器人机构运动学分析机器人运动学分析指的是机器人末端执行部件（手爪）的位移分析、速度分析及加速度分析。
根据机器人各个关节变量q i （i=1，2，3，…，n ）的值，便可计算出机器人末端的位姿方程，称为机器人的运动学分析（正向运动学）；反之，为了使机器人所握工具相对参考系的位置满足给定的要求，计算相应的关节变量，这一过程称为运动学逆解。
从工程应用的角度来看，运动学逆解往往更加重要，它是机器人运动规划和轨迹控制的基础。
在该课题里，很显然这里是已知末端执行器端点（焊枪）的位移，速度及焊枪与焊缝间的夹角关系，来求三个关节的协调运动，即三个关节的运动规律，故为运动学逆解。
2.1 运动学分析数学基础-齐次变换（D-H 变换）2.1.1 齐次坐标将直角坐标系中坐标轴上的单元格的量值w 作为第四个元素，用有四个数所组成的列向量U=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡w z y x来表示前述三维空间的直角坐标的点（a,b,c ）T ,它们的关系为 a=w x ,b=w y ,c=wc 则（x,y,z,w ）T 称为三维空间点（a,b,c ）T 的齐次坐标。
这里所建立的直角坐标系的坐标轴上的单元格的量值w=1，故（a,b,c,1）T 为三维空间点（a,b,c ）T 。
2.1.2 齐次变换对于任意齐次变换T ，可以将其分解为T =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡1000p a a a p a a a p a a a z 333231y 232221x 131211=⎥⎦⎤⎢⎣⎡10A A 1211 （2.1）11A =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡333231232221131211a a a a a a a a a （2.2） 12A =（x p ,y p ,z p ）T （2.3）式（2.2）表示活动坐标系在参考系中的方向余旋阵，即坐标变换中的旋转量；而式（2.3）表示活动坐标系原点在参考系中的位置，即坐标变换中的平移量。
特殊情况有平移变换和旋转变换：平移变换： Trans H =(c ,b ,a ) =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡1000c 100b 010a 001 (2.4) 旋转变换：Rot (θ,z ) =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-1000010000cos sin 00sin cos θθθθ (2.5) 2.2 变换方程的建立2.2.1 机构运动原理如图2.1所示，机器人采用三个运动关节：左右平移的焊接机器人本体1，前后平移的十字滑块和做旋转运动的末端效应器3。