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    摘要：装配机器人中，球坐标型装配机器人（极坐标型）是应用非常广泛的一种装配机器人。本课题的主要任务是设计基于视觉的极坐标机器人。主要的传动方案为:手抓加紧机构采用直线电机驱动，滑槽式加紧机构；手腕旋转运动采用直线电机驱动；水平伸缩运动采用步进电机驱动，滚珠丝杠传动；仰俯运动采用步进电机驱动，滚珠丝杠传动；大臂旋转运动采用步进电机传动。视觉方面采用工业摄像头。将各种传动系统以及视觉系统进行组装、固定，即可实现视觉的极坐标机器人的设计。5315
    本文设计的工业机器人球坐标型机械臂具有下列特点:通用性好、重复定位、体积小、重量轻、外形美观、适于观察、成本低。
    关键词： 工业机器人；极坐标型机械臂 ；球坐标型机械臂/结构设计
     Vision-based polar coordinates robot
    Abstract: In assembly robots, ball coordinates type assembly robot (namely polar type) is a kind of very extensive assembly robot. The main task of this project is to design vision-based polar coordinates robot. The main transmission scheme: grasping intensify institutions with linear motor drive, stepped chute mechanism; wrist rotation using stepper motor drive; horizontal telescopic movement driven by a stepping motor, ball screw drive; pitch movement using stepper motor drive, ball screw drive; big arm rotational motion using stepper motor drive. Visual aspects use the industrial camera. The various drive and visual systems assembly can achieve the visual design of the polar coordinates of the robot.
    The paper presents the design of industrial robot ball coordinates type has the  
    following characteristics: the mechanical arm high universality,small volume,light weight,good appearance,suitable for observation,low cost and feasible scheme for its ontology adequate argument.
    Key Words: Industrial robot/polar type mechanical arm/ball coordinates type mechanical arm/structure design

    目  录
    1  绪论  …1
    1.1  课题背景1
    1.2  机器人的定义及特点…1
    1.3  机器人的构成及分类…2
    1.3.1  机器人的构成3
    1.3.2  机器人的分类 4
    1.4  机器人的应用与发展…6
    1.3.1  机器人的应用6
    1.3.2  机器人的发展… 9
    2  工业机器人研究的意义12
    3  课题的基本内容…12
    3.1  课题的基本内容…12
    3.1.1  课本的任务内容…12
    3.1.2  原始条件及数据… …13
    3.2  课题的技术要求13
    4  机器人传动方案设计 …14
    4.1 机器人的传动方案14
    4.2 机械手手部计算…14
    4.3 机械手手腕部分设计计算17
    4.4 机械手水平直线运动部分设计计算…17
    4.5 机械手水平直线运动步进电机的计算与选型…20
    4.6 机械手仰俯运动的计算与设计20
    4.7 机械手仰俯运动步进电机的计算与选型…22
    4.8 机械手大臂旋转步进电机的计算与选型…23
    4.9 机械手稳定性校核23
    5  视觉系统的设计与选型 …25
    6  设计感想  …26
    7  致谢 27
    8  参考文献  …28
    1.    绪论  
     1.1课题背景
    工业机器人自20世纪60年代问世以来，其研究和开发在工业发达国家中一直备受青睐。尽管各国对机器人的定义不尽相同，但都有可编程、拟人化、通用性等特点，是一种融机械工程、电子工程、计算机技术、自动控制技术等多学科为一体的高新技术产品。随着相关支撑学科的长足发展，工业机器人的研究和开发正在突飞猛进，其应用领域进一步扩大。我国机器人技术的研究工作起步较晚，虽已取得较大发展，但较之发达国家的水平仍有较大距离，应积极探索适合我国国情的工业机器人应用思路，开发低成本、高性价比的实用型工业机器人。
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