机器人设计
关于机器人的设计方案
关于机器人的设计方案一、引言随着科技的不断进步和人类对未知领域的探索，机器人已经成为现代社会中一个备受瞩目的话题。
机器人的设计与技术发展，不仅改变了我们生活的方式，也为各行业提供了更多的便利和效率。
本文旨在探讨机器人的设计方案，以满足不同领域的需求。
二、机器人的分类与应用在设计机器人之前，我们需要了解机器人的分类和应用。
根据功能和用途，机器人可以分为工业机器人、服务机器人和医疗机器人等，每种机器人都有其特定的设计要求和应用场景。
例如，工业机器人主要用于自动化生产线，需要具备高精度、高效率的特点；服务机器人主要应用于酒店、餐厅等服务行业，需要具备互动性、友好性和语音交互的特点；医疗机器人主要应用于手术辅助和康复训练等领域，需要具备精准、安全的特点。
三、工业机器人设计方案1. 机器人结构设计在工业生产中，机器人需要具备稳定的结构和运动机构。
因此，设计方案需要考虑材料的选择、关节的设计以及运动的精确度。
此外，机器人的大小和重量也需要根据具体应用场景来确定。
2. 自动化控制系统设计工业机器人需要通过自动化控制系统进行精确的操作和控制。
设计方案需要综合考虑传感器、执行器、控制算法等方面，以实现机器人的高效率和精确度。
四、服务机器人设计方案1. 外观设计服务机器人需要与人们进行互动，因此外观设计至关重要。
设计方案应注重机器人的美观性和亲和力，使其能够更好地与人类进行交流和沟通。
2. 语音交互系统设计服务机器人需要具备语音交互的功能，能够识别人类的语音指令并作出相应的反应。
设计方案需要考虑语音识别算法、语音合成技术和噪音处理等方面，以提供良好的用户体验。
五、医疗机器人设计方案1. 安全性设计医疗机器人需要确保患者的安全，因此安全性设计是设计方案中的重要考虑因素。
设计方案应考虑机器人的防护装置、紧急停机系统等，以提供安全可靠的操作环境。
2. 精准度设计医疗机器人用于手术辅助和康复训练，对精准度要求较高。
设计方案应综合考虑传感器的选择和校准，以保证机器人的精准度和稳定性。
《机器人结构设计》课件
螺丝连接
适用于各种材料的连接，拆卸 方便，但连接强度较低。
粘接
适用于塑料、玻璃等材料的连 接，操作简便，但耐久性较差
。
扣件连接
适用于各种材料的连接，连接 强度较高，拆卸方便。
驱动系统设计
01
02
03
电动机驱动
利用电动机产生的扭矩或 直线推力驱动机器人运动 。
液压驱动
利用液压油产生的压力驱 动机器人运动，具有较大 的推力。
详细描述
可变形机器人通过先进的材料、驱动系统和控制算法，实现 自主变形和适应环境变化的能力。这种机器人可以在复杂环 境中执行任务，如搜救、探测和军事行动等。
微型机器人
总结词
微型机器人是指尺寸微小的机器人， 具有高度的机动性和灵活性。
详细描述
微型机器人在微纳操作、医疗、环保 等领域具有广泛的应用前景。通过精 密制造和智能控制技术，微型机器人 可以实现复杂的运动和操作功能，如 细胞操作、药物输送等。
02
足式机器人由腿部、关节、电机、控制器和身体等部分组成，
可以通过调节电机的输出实现机器人的步态控制。
足式机器人在人机交互、影视特效、反恐等领域有广泛应用。
03
飞行机器人
飞行机器人是一种能够在空中飞行的 机器人，具有高度的机动性和灵活性 。
飞行机器人在航拍、侦查、搜救等领 域有广泛应用。
飞行机器人通常由机翼、电机、控制 器和机身等部分组成，通过调节电机 的输出实现机器人的升降、俯仰、偏 航等动作。
环境中能够正常运行。
工业机器人
工业机器人是一种用于工业生产 的机器人，如焊接机器人、装配
机器人等。
工业机器人的结构设计需要考虑 机器人的负载能力、精度、稳定
机器人工程设计方案
机器人工程设计方案一、项目背景随着科学技术的不断发展，机器人技术已经成为一个热门研究领域。
而机器人的应用领域也越来越广泛，包括工业生产、医疗辅助、家庭服务等。
机器人可以帮助人们完成一些重复性的工作，提高工作效率，减少人力成本，而且机器人可以在一些危险环境中代替人工作，保障人们的生命安全。
因此，设计一款功能强大的机器人成为了目前的研究热点之一。
二、项目目标本项目旨在设计一款功能齐全、应用广泛的机器人，能够完成一些简单的生活服务、工业生产和医疗辅助等任务。
该机器人将具备人脸识别、语音识别、自主导航、视觉感知等功能，能够与人进行简单交互，为人们提供更加智能的服务。
三、项目需求1. 机器人结构设计：机器人需要具备足够的稳定性和灵活性，可以自由移动、旋转和抓取物品。
2. 人机交互设计：机器人需要能够与人进行简单的交流和互动，能够识别人脸、语音，并能根据指令执行相应的任务。
3. 自主导航功能：机器人需要具备自主导航的能力，能够在复杂环境中自主行走、避障并到达指定目的地。
4. 视觉感知功能：机器人需要能够通过摄像头感知周围环境，实时分析环境信息并根据需要调整自己的动作。
5. 抓取功能设计：机器人需要具备抓取物品的能力，能够根据指令抓取并搬运物品。
四、项目方案基于上述需求，我们将设计一款具备强大功能的多功能机器人。
该机器人由机械部分、感知部分、控制部分和软件部分四大模块组成。
下面将对这四大模块进行详细设计：机械部分设计：1. 机器人底盘设计：底盘是机器人的核心结构，需要具备足够的稳定性和灵活性。
我们将采用全向轮底盘设计，以提供更好的移动和旋转能力。
2. 机械臂设计：机械臂是机器人的抓取工具，需要具备足够的抓取力和灵活性。
我们将采用多关节机械臂设计，以实现更加灵活的抓取操作。
感知部分设计：1. 人脸识别：我们将采用深度学习算法对人脸进行识别，并实现对不同人的识别和区分。
2. 语音识别：我们将采用语音识别算法实现对人声的识别，并能够根据语音指令执行相应的任务。
机器人系统设计课程设计
机器人系统设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解机器人系统设计的基本概念和原理，掌握机器人系统的组成部分及功能。
2. 学习并掌握机器人编程基础知识，能运用所学知识进行简单的程序编写。
3. 了解机器人传感器的工作原理，学会选择合适的传感器并应用于实际场景。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行机器人系统设计和搭建的能力。
2. 提高学生编程解决问题的能力，使学生能够针对特定任务编写合适的程序。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能在小组合作中共同完成机器人系统设计。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机器人技术的兴趣和好奇心，激发学生主动探索的精神。
2. 培养学生面对困难和挑战时的坚持和毅力，形成勇于尝试、不断优化的学习态度。
3. 增强学生的创新意识和实践能力，使学生认识到科技对生活的影响，培养社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重理论知识与实际操作的结合。
学生特点：六年级学生具有一定的逻辑思维能力和动手操作能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，采用任务驱动、小组合作的教学方法，引导学生主动探索，培养其创新意识和实践能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估和调整。
二、教学内容1. 机器人系统基础知识：包括机器人的定义、分类、应用领域，以及机器人系统的基本组成部分和功能。
教材章节：第一章 机器人概述2. 机器人编程基础：学习编程语言，如Scratch或Python，掌握编程思维，进行简单的程序编写。
教材章节：第二章 机器人编程基础3. 机器人传感器：了解各种传感器的工作原理和应用，如红外传感器、超声波传感器等。
教材章节：第三章 机器人传感器与应用4. 机器人系统设计与搭建：学习机器人系统设计方法，运用所学知识进行实际操作，完成机器人搭建。
教材章节：第四章 机器人系统设计与搭建5. 机器人项目实践：分组进行项目实践，针对实际问题设计并实现机器人解决方案。
工业机器人毕业设计
工业机器人关键技术参数
精度：机 器人执行 任务的准 确程度
速度：机 器人执行 任务的速 度
负载：机 器人能够 承受的最 大重量
工作范围： 机器人能 够到达的 最大距离 和角度
控制系统： 机器人控 制运动的 方式
安全性： 机器人在 运行过程 中的安全 保障措施
工业机器人选型依据与步骤
确定需求：明确 机器人的用途、 工作环境、负载 能力等
02
工业机器人设计与选型
工业机器人设计原则
安全性：确保机器人在运行过程中不会对人员和设备造成伤害 可靠性：保证机器人在长时间运行中能够稳定工作，减少故障率 灵活性：机器人应具备足够的灵活性，能够适应不同的工作环境和任务需求 易维护性：机器人设计应便于维护和维修，降低维护成本和停机时间
成本效益：在满足设计要求的前提下，尽量降低机器人的制造和运行成本，提高经济效益
比较性能：比较 不同机器人的性 能参数，如精度、 速度、稳定性等
考虑成本：考虑 机器人的购买成 本、维护成本、 能耗成本等
确定选型：根据 需求、性能和成 本，选择合适的 机器人型号和配 置
03
工业机器人控制系统设计
控制系统硬件架构设计
控制器：负责控制机器人 的运动和操作
传感器：用于检测机器人 和环境的状态
应用系统集成流程与规范
需求分析： 明确客户需 求，确定系 统集成的目
标和范围
系统设计： 根据需求分 析结果，进 行系统架构 设计、功能 模块设计等
硬件选型： 选择合适的 工业机器人、 传感器、控 制器等硬件
设备
软件开发： 编写控制程 序、人机界 面程序等软 件，实现系
统功能
集成调试： 将硬件设备 和软件程序 集成在一起， 进行调试和
工业机器人第四章-工业机器人结构设计
缺点
直接连结传动
直接装在关节上
结构紧凑
需考虑电机自重，转动惯量大，能耗大
远距离连结传动
经远距离传动装置与关节相连
不需考虑电机自重，平衡性良好
额外的间隙和柔性，结构庞大，能耗大
间接传动
经速比远>1的传动装置与关节相连
经济、对载荷变化不敏感、便于制动设计、方便一些运动转换
传动精度低、结构不紧凑、引入误差，降低可靠性
直接驱动
不经中间关节或经速比=1的传动装置与关节相连
传动精度高，振动小，传动损耗小，可靠性高，响应快
控制系统设计困难，对传感元件要求高，成本高
一 工业机器人总体设计
模块化结构设计 模块化工业机器人 由一些标准化、系列化的模块件通过具有特殊功能的结合部用积木拼搭方式组成的工业机器人系统。 模块化工业机器人的特点 经济性 灵活性 存在的问题 刚度比较差 整体重量偏重 模块针对性待提高
谐波齿轮传动是靠柔性齿轮（柔轮）所产生的可控弹性变形来实现传递运动和动力的。它的基本构件有：柔轮、波发生器和刚轮。三个构件中可任意固定一个，其余两个一为主动、一为从动，可实现减速或增速（固定传动比），也可变换成两个输入，一个输出 ，组成差动传动。
当刚轮固定，波发生器为主动，柔轮为从动时，柔轮在椭圆凸轮作用下产生变形，在波发生器长轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全啮合；在短轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全脱开；在波发生器长轴与短轴区间，柔轮轮齿与刚轮轮齿有的处于半啮合状态，称为啮入；有的则逐渐退出啮合处于半脱开状态，称为啮出。由于波发生器的连续转动，使得啮入、完全啮合、啮出、完全脱开这四种情况依次变化，循环不已。由于柔轮比刚轮的齿数少2 ，所以当波发生器转动一周时，柔轮向相反方向转过两个齿的角度，从而实现了大的减速比。
机器人设计说明
机器人设计说明随着科技的飞速发展，机器人在我们的生活和工作中扮演着越来越重要的角色。
从工业生产线上的自动化设备到家庭中的智能助手，机器人的应用领域不断拓展。
在这篇文章中，我将详细介绍机器人的设计过程和关键要素。
一、设计目标和应用场景在设计机器人之前，首先需要明确其设计目标和应用场景。
是用于工业生产中的重复性劳动，还是用于医疗领域的辅助治疗，亦或是用于家庭服务的日常任务？不同的应用场景对机器人的功能、性能和外形都有着不同的要求。
例如，如果是设计一款用于工业生产的机器人，那么它需要具备高精度、高速度和高可靠性，能够长时间稳定运行，完成诸如焊接、装配等复杂的工作任务。
而如果是设计一款家庭服务机器人，可能更注重人机交互的友好性和安全性，能够理解和响应人类的各种指令，完成诸如打扫卫生、照顾老人小孩等任务。
二、机械结构设计机器人的机械结构是其身体的支撑和运动的基础。
这包括机器人的机身、关节、手臂、腿部等部分的设计。
在机械结构设计中，需要考虑机器人的工作空间、负载能力、运动速度和精度等因素。
关节的设计直接影响机器人的运动灵活性和精度，常见的关节类型有旋转关节和平移关节。
为了实现精确的运动控制，还需要选用合适的传动装置，如齿轮传动、丝杠传动、同步带传动等。
同时，机器人的外形设计也需要考虑到其应用环境和人机交互的需求。
例如，在工业环境中，机器人的外形可以较为简洁，以提高其防护性能和工作效率；而在家庭环境中，机器人的外形可以更加圆润、可爱，以增加用户的接受度。
三、传感器系统传感器是机器人感知外部环境的重要手段。
通过各种传感器，机器人能够获取周围环境的信息，包括位置、距离、温度、湿度、图像等。
常见的传感器有位置传感器、力传感器、视觉传感器、激光雷达等。
位置传感器可以用于检测机器人各个关节的位置和运动状态；力传感器可以感知机器人与外界物体的接触力，从而实现精确的操作控制；视觉传感器和激光雷达则可以帮助机器人获取周围环境的图像和距离信息，实现避障和导航。
工业机器人结构设计ppt课件
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
N
N
P
N=P/2 注：①两手指平移 ②增力比（N/P）小
齿轮齿条式手部结构
No.32
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
α
γB A β
P
C
EN
N
N=PLcos(α+β+γ)/(2lsinαcosβ)
2、开式连杆系中的每根连杆都 具有独立的驱动器，属于主动连 杆系，连杆的运动各自独立，不 同连杆的运动之间没有依从关系， 运动灵活。
No.5
2.1 机器人本体的基本结构
二、机器人本体基本结构特点：
3、连杆驱动扭矩的顺态过程在 时域中的变化非常复杂，且和执 行器反馈信号有关。连杆的驱动 属于伺服控制型，因而对机械传 动系统的刚度、间隙和运动精度 都有较高的要求。
应根据被抓取工件的要求确定吸盘的形 状。由于气吸式手部多吸附薄片状的工 件，故可用耐油橡胶压制不同尺寸的盘 状吸头。
No.41
2.2.2 吸附式手部的设计
三、气吸式手部的吸力计算
吸盘吸力的大小主要取决于真空度(或 负压的大小)与吸附面积的大小。
真空吸盘吸力F计算公式：
F nD2 ( H )
4K1K2K3 76
注：①AB＝DE，DB＝AE，L＝BC杆长，l＝AB杆长； ②两手指保持平行；③当α角较小时，可获得较大的力比。
平行连杆杠杆式手部结构
No.33
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
P
φ
α
c
bN
N
N=Pcsin(α+φ)/2bsinαsinφ
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《机器人技术》讨论——机器人设计姓名：毛振卿田宇杜家正吉书靖讨论组的每人贡献：毛振卿15% 田宇40%杜家正30% 吉书靖15%********2017年9月目录1 机器人系统的设计方法 (1)1.1 机器人系统设计的基本原则 (1)1.1.1机器人设计的整体性原则 (1)1.1.2控制系统设计优先于机械结构设计（理论设计优先于实际设计）原则 (1)1.2机器人系统设计的阶段 (1)1.2.1总体方案设计 (1)1.2.2详细设计 (1)1.2.3制造、安装、调试和编写设计文档 (3)2 机器人系统的表达方法 (3)2.1 位姿描述 (3)2.2 运动轨迹 (3)3 应用举例 (3)3.1设计目的和任务 (3)3.2机器人系统所在工作环境 (4)3.3机器人系统的工作要求 (4)3.4机器人的自由度及运动范围 (5)3.4.1. 初步分析 (5)3.4.2. 仔细分析 (5)3.4.3. 确定技术参数 (5)3.5控制系统总体方案 (5)3.6驱动方式的选择 (6)3.7机械部分设计 (7)3.7.1. 采用关节型操作机 (7)3.7.2. 腰部结构设计 (7)3.7.3. 臂部结构设计 (7)3.7.4. 腕部结构设计 (7)3.7.5. 传动部分 (7)摘要：机器人系统是一个典型的完整机电一体化系统，是一个包括机械结构、控制系统、传感器等的整体。
对于机器人这样一个结合了机械、电子、控制的系统，在设计时首先要考虑的是机器人的整体性、整体功能和整体参数，然后再对局部细节进行设计。
前言：本报告研究了机器人系统的设计方法，需要考虑的各方面因素，从总体到细节，以及对于机器人系统的表达方式。
最后给出了理论在实际方面的应用案例。
1机器人系统的设计方法1.1机器人系统设计的基本原则1.1.1机器人设计的整体性原则（1）机器人系统任何一个部件或者子模块的设计都会对机器人的整体功能和性能产生重要的影响。
（2）机器人的工作环境对机器人的整体设计也有较大影响。
如果机器人用在宇宙空间的环境里，那么无论是机械结构设计还是控制系统都要考虑温度的变化、重力的影响或者电磁干扰强度等；若机器人工作在颠簸的环境，那么机械结构及控制系统的整体抗振则是设计时要注意的；若机器人用于医疗领域，则对机器人的噪声污染有着严格的要求。
1.1.2控制系统设计优先于机械结构设计（理论设计优先于实际设计）原则设计机器人之初，首先考虑的是机器人要实现的功能，然后根据功能要求来设计机器人的性能参数。
控制系统的设计更多的是对现有资源的整合和集成，总体方案设计完成之后，先确定控制系统的基本方案，在进行理论推导及实验仿真等验证是否满足设计要求后，根据控制硬件的尺寸才能进行机械结构设计。
这一设计原则的缺点是机械设计部分放在最后，机械加工周期影响了机器人的总体研制速度，总体设计周期比较长。
1.2机器人系统设计的阶段机器人系统的设计一般可以分成以下三个阶段：1.2.1总体方案设计首先明确机器人的设计目的，根据设计目的确定机器人的功能要求。
然后由功能要求设计者就可以明确机器人的设计参数。
设计参数对机器人而言是表征设计方案的关键物理参数，其可以表示为机器人的各个子模块组件。
讲设计参数以集合的方式表示则可以表述为总体的设计方案。
最后是进行方案比较，在初步提出的若干方案中通过对工艺生产、技术和价值分析之后选择最佳方案。
1.2.2详细设计在总体方案确定之后，根据控制系统设计优先于机械结构设计原则，首先要做的就是根据总体的功能要求选择合适的控制方案。
从控制器所能配置的资源来说，有两种控制方式：集中式和分布式。
集中式是将所有的资源都集中在一个控制器上，而分布式则是让不同的控制器负责机器人不同的功能。
在控制方案确定之后，根据选定的控制器方案选择驱动方式。
机器人的驱动方式主要有液压、气动和电动这三种，设计者可以根据机器人的负载要求来进行选择。
电动驱动方式还可分为伺服电机、步进电机和普通电机等。
根据机器人上的电源类型选择交流电机或者直流电机。
在确定电机之后，可以选择相应厂家提供的配套驱动器，也可以选择通用驱动器。
正确选择驱动器能够给电机提供足够大的电流和对电机进行保护。
控制系统的设计以及驱动方式确定以后就可以开始机械部分的设计。
机器人的机械设计一般包括末端执行器、臂部、腕部、机座和行走机构等的设计，在设计过程中可以采用模块化设计，这样做不但可以使整个机器人的设计采用并行设计，大大缩短设计和加工时间，而且即使机器人的某一模块损坏，也可以单独更换，甚至可以不影响凄然模块的运行，这为机器人的调试、维护和检修带来了便利。
机器人设计过程中最主要的设计问题之一是传动系统设计，传动系统的好坏将直接影响机器人的稳定性、快速性和精确性等性能参数。
机器人的传动系统除了常见的齿轮、链轮、蜗轮蜗杆和行星齿轮传动外，还广泛的采用滚珠丝杠、谐波减速装置和绳轮钢带等装置。
由于传动装置对性控制能的重要影响，在条件许可的情况下，传动系统应避免自己加工制造，尽可能地采用知名厂家成熟的传动产品。
而且现在有的电机厂家把传动系统和电机做成一体，这种方式十分适合研制批量小、传动精度要求高、经费允许的机器人。
机器人的机械设计与一般机械设计的特殊之处：Ⅰ、机器人的机械结构一般可以是由一系列连杆通过旋转关节（如移动关节）连接起来的开式空间运动链，也可以是类似并联机器人的闭式或混联空间运动链。
这样的复杂空间链机构使得机器人的运动分析和静力分析十分复杂，而这样的机器人系统也是一个多输入多输出、非线性、强耦合、位置时变的动力学系统，动力学分析也异常复杂。
因此，即使经过一定程度的简化，也需要建立一套区别于一般机构的专门针对机器人空间机构的运动学、静力学和动力学分析方法。
Ⅱ、机器人的机械设计过程中除了要满足强度要求外，也要考虑刚度和精度的影响。
虽然机器人的链结构形式在灵巧性和空间可达性的方面有着巨大的优势，但机械误差和弹性变形会在一系列串接或并接的悬挂杆件形成积累，使机器人的刚度和精度大受影响，也就是说，这种形式的机器人在运动的传递上存在先天不足。
Ⅲ、机器人的机械设计需要从电机时间常数和提高机器人快速响应能力这一方面来控制惯量。
对于机器人的机械结构，特别是关节传动系统，由于应用目的不同，机器人的机械设计与一般机械也有较大差异。
比如，一般机械对于运动部件的惯量控制只是从减少驱动功率来考虑的。
1.2.3制造、安装、调试和编写设计文档在详细设计完成之后，先筛选标准元器件，对自制零件进行检查，对外购设备器件进行验收，然后对各子系统调试后总体安装，整机联调。
最后是编写设计文档。
2机器人系统的表达方法机器人系统的表达，是指末端执行器相对于目的操作物的具体操作方法。
比如，搬运机器人末端执行器要完成搬运作业，弧焊机器人末端执行器要完成弧焊任务，轴孔类装配机器人要完成轴孔的装配等，这些末端执行器执行的动作和轨迹即为机器人系统的表达。
因此，机器人系统的表达简化为末端执行器的位姿和运动轨迹。
2.1位姿描述对于机器人来说，我们最关心它的末端执行器相对于基座的位置和姿态，简称位姿。
位姿的描述方法有很多，比如其次变换法、矢量法、旋量法和四元数法等。
2.2运动轨迹工业机器人的实时高精度的路径跟踪越来越成为研究方向。
轨迹规划方法从Paul法到Taylor法，再到Kim和Shin的轨迹最短规划方法，各有其优缺点。
最近提出了一种新的轨迹规划方法，机器人CP运动的轨迹规划方法。
3应用举例以鸡蛋分拣包装系统为例，简述机器人系统的设计。
3.1设计目的和任务第一步，从传送带拾取一个鸡蛋；第二步，把鸡蛋至于强光下照射，测定蛋是否透光（有无胚胎生长）；第三步，根据蛋有无胚胎，把蛋放入废品箱或包装箱内。
图1 基本工作流程3.2机器人系统所在工作环境包括工作车间的平面布置，相互间的位置关系等。
图2 工作车间布局3.3机器人系统的工作要求a)循环时间≤3.0S；b)每次循环有三种不同的运动：第一步，从传送带拾取一个鸡蛋；第二步，把鸡蛋至于强光下照射，测定蛋是否透光（有无胚胎生长）；第三步，根据蛋有无胚胎，把蛋放入废品箱或包装箱内。
c)一个循环中需要三次暂停：闭合手爪0.2S；完成照射0.05S；开启手爪放蛋0.2S；d)每只鸡蛋重量≤85g；手爪重量≤369g；e)位置分辨率最低为1.27mm。
3.4机器人的自由度及运动范围3.4.1.初步分析机器人满足上面提出条件，因该具备一个旋转运动和两个直线运动。
3.4.2.仔细分析还应该有一个附加旋转运动以对蛋进行定向排列。
因为当手臂移动和转动时，鸡蛋的取向会发生改变。
3.4.3.确定技术参数伸缩运动：45.7-61.0cm；腰部旋转：±90°；腕部旋转：360°；腕部垂直移动：50.8cm3.5控制系统总体方案控制系统总体方案如下图所示：本装置采用集中式控制，由控制器发出信号控制机械手运动，由外部视觉传感器接收信号，将信息传入控制器，进行分析，进而传出下一步指。
图3 控制系统总体方案3.6驱动方式的选择由于鸡蛋分拣包装机器人运动轨迹严格，精度要求高，所以采用电动驱动方式。
采用关节驱动方式中的直接驱动，指驱动电机通过机械接口直接与关节连接。
具有机械传动精度高、振动小、结构刚性好、结构紧凑、可靠性高等特点，不足之处是电机的重量会增加转动负担。
图4 关节直接驱动图例3.7机械部分设计3.7.1.采用关节型操作机这类操作机由多个关节联接的机座、大臂、小臂和手腕等构成，大小臂既可以在垂直于机座的平面内运动，也可实现绕垂直轴的转动。
操作灵活性好，运动速度高，操作范围大。
3.7.2.腰部结构设计操作机包括机座和腰关节，机座承受机器人的全部重量，要有足够的强度和刚度，一般用铸铁和铸钢制造，机座要有一定的尺寸，以保证操作机的稳定，并满足驱动装置及电缆的安装。
腰关节是负载最大的运动轴，对末端执行器运动精度影响最大，故设计精度要求高。
腰关节的轴，可采用普通轴长的支撑结构。
现在大多数机器人的腰关节均采用大直径交叉滚子轴承支撑的结构，既可使基座高度大大降低，又具有更好的支撑刚度。
3.7.3.臂部结构设计臂部的作用是连接腰部和腕部，实现操作机在空间中的运动。
手臂的长度尺寸要满足工作空间的要求，由于手臂的刚度，强度直接影响机器人的整体运动刚度，同时又要灵活运动，故应尽可能选用高强度轻质材料，减轻其重量。
在臂体设计中，也应尽量设计成封闭型和局部带加强肋的结构，以增加刚度和强度手臂结构可分为伸缩型结构、旋转伸缩型结构和屈伸型结构。
3.7.4.腕部结构设计腕部用来连接操作机手臂和末端执行器，并决定末端执行器在空间里的姿态。
腕部一般应有2-3个自由度，结构要紧凑，质量较小，各运动轴采用分离传动。
3.7.5.传动部分采用同步带传动，具有传动精确、工作无滑动、传动效率高、传动比大，结构紧凑、维护保养方便、噪声小等特点。