1目錄第一章緒論.111引言.112國內(nèi)外機(jī)器人領(lǐng)域研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.11.3SCARA機(jī)器人簡介.21.4平面關(guān)節(jié)型裝配機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù).41.4.1操作機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與傳動技術(shù).41.4.2機(jī)器人計(jì)算機(jī)控制技術(shù).41.4.3檢測傳感技術(shù).51.5項(xiàng)目的主要研究內(nèi)容.61.5.1項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容、技術(shù)方案及其意義.61.5.2擬解決的關(guān)鍵問題.7第二章SCAAR機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).72.1SCARA機(jī)器人的總體設(shè)計(jì).72.1.1SCARA機(jī)器人的技術(shù)參數(shù).72.1.2SCARA機(jī)器人外形尺寸與工作空間.72.1.3SCARA機(jī)器人的總體傳動方案.82.2機(jī)器人關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)計(jì)算.102.2.1減速機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算.102.2.2電機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算.112.2.3同步齒型帶的設(shè)計(jì)計(jì)算.112.2.4滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)計(jì)算.132.3大臂和小臂機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).142.4腕部機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).162.5小結(jié).17第三章SCARA機(jī)器人的位姿誤差建模.173.1基于機(jī)構(gòu)精度通用算法的機(jī)器人位姿誤差建模.173.2機(jī)構(gòu)精度通用算法.183.2.2通用機(jī)器人位姿誤差模型.203.2.2.1機(jī)構(gòu)通用精度模型與機(jī)器人位姿誤差模型的聯(lián)系.203.2.2機(jī)器人位姿誤差模型的建立.203.3小結(jié).25總結(jié).26參考文獻(xiàn).27致謝.282摘要：工業(yè)機(jī)器人是最典型的機(jī)電一體化數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣，作為先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè)，將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起著越來越重要的作用。本文設(shè)計(jì)了一個工業(yè)用SCARA機(jī)器人。SCARA機(jī)器人(全稱SelectivelyComplianceArticulatedRobotArm)很類似人的手臂的運(yùn)動，它包含肩關(guān)節(jié)肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)來實(shí)現(xiàn)水平和垂直運(yùn)動。它是一種工業(yè)機(jī)器人，具有四個自由度。其中，三個旋轉(zhuǎn)自由度，另外一個是移動自由度。它能實(shí)現(xiàn)平面運(yùn)動，具有柔順性，全臂在垂直方向的剛度大，在水平方向的柔性大，廣泛用于裝配作業(yè)中。本文用模塊化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了SCARA機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)。分析了SCARA機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)正解和逆解，建立了機(jī)器人末端位姿誤差計(jì)算模型并做了運(yùn)動模擬。關(guān)鍵字:SCARA位姿誤差34-DOFSCARArobotdesignandmotionsimulationAbstract：Industrialrobotisthemosttypicalmechatronicdigitalequipment,addedvalueandhigh,widerangeofapplications,supportforadvancedmanufacturingtechnologyandinformationsociety,newindustries,andsocialdevelopmentoffutureproductionwillincreasinglyplayaThemoreimportantrole.ThispaperdesignsanindustrialSCARArobot.SCARArobot(fullnameSelectivelyComplianceArticulatedRobotArm)isverysimilartohumanarmmovement,whichincludestheshoulderelbowandwristjointstoachievehorizontalandverticalmovement.Itisanindustrialrobothasfourdegreesoffreedom.Amongthem,thethreerotationaldegreesoffreedom,theotheristheDOF.Itcanachieveplanarmotion,withtheflexibility,thewholearmintheverticalstiffness,flexibilityinthehorizontaldirectionofthelarge,widelyusedinassemblyoperations.ThismethodwasdesignedwithamodulardesignthemechanicalstructureofSCARArobot.AnalysisoftheSCARArobotinversekinematics,andtoestablishthepositionandorientationofrobotendofthemodelerror.Keywords:SCARAanalysis第一章緒論11引言機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多門學(xué)科而形成的高新技術(shù)。其本質(zhì)是感知、決策、行動和交互四大技術(shù)的綜合，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用水平是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標(biāo)志。4工業(yè)機(jī)器人既具有操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置，是一種仿人操作、自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的自動化生產(chǎn)設(shè)備。目前機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域主要還是集中在汽車工業(yè)，它占現(xiàn)有機(jī)器人總數(shù)的2.89%。其次是電器制造業(yè)，約占16.4%，而化工業(yè)則占11.7%。此外，工業(yè)機(jī)器人在食品、制藥、器械、航空航天及金屬加工等方面也有較多應(yīng)用。隨著工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域開始從制造業(yè)擴(kuò)展到非制造業(yè)，同時在原制造業(yè)中也在不斷的深入滲透，向大、異、薄、軟、窄、厚等難加工領(lǐng)域深化、擴(kuò)展。而新開辟的應(yīng)用領(lǐng)域有木材家具、農(nóng)林牧漁、建筑、橋梁、醫(yī)藥衛(wèi)生、辦公家用、教育科研及一些極限領(lǐng)域等非制造業(yè)。一般來說，機(jī)器人系統(tǒng)可按功能分為下面四個部分川:l)機(jī)械本體和執(zhí)行機(jī)構(gòu):包括機(jī)身、傳動機(jī)構(gòu)、操作機(jī)構(gòu)、框架、機(jī)械連接等內(nèi)在的支持結(jié)構(gòu)。2)動力部分:包括電源、電動機(jī)等執(zhí)行元件及其驅(qū)動電路。3)檢測傳感裝置:包括傳感器及其相應(yīng)的信號檢測電路。4)控制及信息處理裝置:由硬件、軟件構(gòu)成的機(jī)器人控制系統(tǒng)。12國內(nèi)外機(jī)器人領(lǐng)域研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(1)工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機(jī)價格不斷下降，平均單機(jī)價格從91年的10.3萬美元降至2005年的5萬美元。2)機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)；國外己有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問市。(3)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于CP機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化:器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系