机器人课程设计(5)

中 文 摘 要

直角坐标机器人具有空间上相互垂直的两根或三根直线移动轴，通过直角坐标方向的3个独立自由度确定其手部的空间位置，其动作空间为一长方体。直角坐标机器人结构简单，定位精度高，空间轨迹易于求解；但其动作范围相对较小，设备的空间因数较低，实现相同的动作空间要求时，机体本身的体积较大。

大型的直角坐标机器人也称桁架机器人或龙门式机器人是能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机。其工作的行为方式主要是通过完成沿着X、Y、Z轴上的线性运动。近年来随着工业机器人的不断发展，工业机器人不断在工业领域得到广泛的应用，尤其是结构简单的直角坐标机器人，本次设计我主要是对三自由度的直角坐标机器人进行设计，完成一个大概的设计，在设计中我采用了各种光电传感器，还采用了C8051F系列单片机作为本次设计的主控芯片,各种算法的实现就是使用这款芯片实现的。随着直角坐标机器人的应用越来越广泛，直角坐标机器人的设计工作日益显得重要。成功的设计一台直角坐标机器人涉及到很多方面的工作，包括机械结构、动力驱动、伺服控制等等。

关键词：三自由度 直角坐标 机器人 单片机 硬件 软件

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目 录

中 文 摘 要 .................................................................................................................................................... V 目 录 ................................................................................................................................................................ VI 1设计任务描述 ............................................................................................................................................... 1 2 设计思路 ....................................................................................................................................................... 2

2.1系统总体结构的设计 ..................................................................................................................... 2 2.2系统各环节设计 .............................................................................................................................. 2 3 设计方框图 .................................................................................................................................................. 3 4 直角坐标机器人的硬件设计 ................................................................................................................... 4

4.1单片机最小系统电路设计 .......................................................................... 错误！未定义书签。 4.2单片机稳压电源设计 ................................................................................... 错误！未定义书签。 4.3直流电机驱动设计 ..................................................................................... 错误！未定义书签。 4.4步进电机驱动设计 ......................................................................................................................... 6 4.5机械结构部分 .................................................................................................................................. 7 4.6传感器选择 ....................................................................................................................................... 8 5直角坐标机器人的控制设计 .................................................................................................................. 10

5.1 示教再现功能 ............................................................................................................................... 10 5.2运动控制功能 ................................................................................................................................ 10 6 主要元器件介绍 ........................................................................................................................................11 7 小结 .............................................................................................................................................................. 12 8 致谢 .............................................................................................................................................................. 13 9.参考文献 ..................................................................................................................................................... 14 附录 ................................................................................................................................................................... 15

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