机器人手臂设计过程

机械手主要由三部分组成:执行机构、驱动机构和控制系统。手是用来抓工件(或工具)的部件。根据所抓物体的形状、大小、重量、材质和操作要求，有夹持式、握持式、吸附式等多种结构形式。运动机构使手能够完成各种旋转(摆动)、运动或复合运动，以实现规定的动作，改变被抓物体的位置和姿态。运动机构的独立运动模式，如提升、伸展和旋转，称为机械手的自由度。

自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性和通用性就越大，其结构也就越复杂。一般专用机械手有2 ~ 3个自由度。控制系统控制机械手各自由度的电机完成特定动作。同时接收传感器的反馈信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常由单片机或dsp等微控制芯片组成，通过对其编程实现所需功能。

机器人这个词来自捷克robota，一般翻译为“强迫劳动”。这描述了大多数/井-0。世界上大多数机器人是从事繁重的重复性制造工作设计。他们处理对人类来说困难、危险或无聊的任务。例如，机械臂经常被用来制作角色。典型的机械臂由七个金属部分组成，由六个关节连接。计算机通过旋转连接到每个关节的单个步进电机来控制(有些更大手臂使用液压或气动)。

这使得计算机能够非常精确地移动，并反复执行相同的动作。机器人使用运动传感器来确保它移动的恰到好处。一个有六个关节的行业机器人与人类非常相似手臂它相当于一个肩膀，一个手肘，一个手腕。通常，路肩安装在固定的基础设施上，而不是可移动的车身上。这种类型的机器人有六个自由度，这意味着它可以以六种不同的方式旋转。相比之下，人类手臂有七个自由度。

machinery手臂是目前机器人技术领域广泛应用的自动化机械装置，在工业制造、医疗、娱乐服务、军事、太空探索等领域都可以看到它的身影。虽然它们的形式不同，但都有一个共同的特点，就是能够接受指令，准确定位三维(或二维)空间中的某一点进行操作。机械手臂可分为多关节机械手臂、直角坐标机械手臂、球坐标机械手臂、极坐标机械手臂、圆柱坐标机械/。

由x运动、y运动、z运动、x旋转、y旋转、z旋转六个自由度组成。卧式多关节机械手臂一般有三个主要自由度，Z1转动、Z2转动和Z移动。通过在执行终端添加X旋转，Y旋转可以到达空间中的任意坐标点。笛卡尔坐标系机械手臂有三个主要的自由度。x移动、Y移动和Z移动。通过在执行终端中安装X旋转、Y旋转和Z旋转，可以到达空间中的任意坐标点。

The 设计对机械臂的要求通常包括以下几个方面:功能要求:对机械臂的设计要求应根据具体的应用场景和任务要求来确定，如负载能力、工作范围、精度和速度等。结构设计:机械臂的结构设计要考虑结构的刚度和强度，以及与关节和执行器的匹配，以保证机械臂在工作中有足够的稳定性和可靠性过程。控制系统设计:机械臂的控制系统设计要考虑控制方式和控制算法，以及与传感器和执行器的匹配，以保证机械臂能准确执行任务。

碳纤维复合材料是建筑高性能的理想材料之一机器人。目前世界上发达国家的航天机器人和大型机械臂多采用这种材料。碳纤维复合材料具有优异的物理性能，如高比强度和高比刚度。力学性能可由设计控制和改变，在不同温度下其变形很小。以前的工业机器人是钢铝材质的，一米长的铝制结构的机械臂，在室温变化12℃时，变化0.13mm，会很大程度上影响机器人的精度。

对于给定的机器人运动(在一定载荷和一定速度下)，末端机械手的弹性动态响应、机械精度、重复性和稳态时间都受到结构部件的质量、刚度和阻尼特性的影响。从力学分析，减轻质量会降低惯性，提高运行速度；增加刚度将减少偏转；增加材料的阻尼将减少稳态时间。通过设计，合理选择机械手的材料特性和几何尺寸，恰当选择变量。这些特性的改善将有助于提高控制精度。

功能是完成一个或两个自由度的旋转。设计要求首先，看你要达到多少自由度。一般手腕可以有两个自由度，一个是俯仰，一个是以手臂为轴的旋转。俯仰运动可以用锥齿轮实现，电机埋在手臂；使用转向器，自转运动很简单。如果你没那么复杂，就去做推销吧。然后设计要求电机的驱动力矩和结构件的惯性匹配主要根据手的负载来计算。