简述工业机器人机械手臂设计要点与原则
一、工业机器人机械手臂设计要点
（1）机器人手臂自由度确定:人类的手臂由肩关节、大臂、肘关节、小臂、腕关节和手等部分级成，同样， 仿人机器人手臂也是由这几部分级成。 我们初步所规划的机器人所需要的动作功能分为抬举、伸展、敬礼、握手、 鼓掌及一些简单的舞蹈动作。机器人手臂的自由度数量和分布与机器人舞蹈动作 实现的性能有直接的关系。自由度的多少决定了机器人手臂的实现舞蹈动作的柔 性能力。自由度设置过少，机器人的动作不灵活甚至无法实现，反过来，自由度 设置过多，就会导致机器人体积增大、重量增加、结构复杂。更大的问题是，自 由度设置多增大了控制工作量，增加了接口需求和控制难度，使控制系统的硬件 和软件部复杂化，此外，自由度过多也使得机器人手臂的路径规划更困难，因此， 选择合适的自由度非常重要。
（3）控制系统: 由于我的目标只是开发一个相对简单的，所以只能采取简化的控制方法，选 择相对低档的控制系统。单片机控制系统元器件容易获得，成本比较低廉，技术 难度不高，而且根据机器人控制任务的轻重，采用合适的控制方案，选择合适的 3 单片机芯片，搭配必要的外围电路，组成一个单片机控制系统。在硬件系统建立 的基础上，确定控制系统的软件体系结构，明确各部分功能，采用适当的编程语 言加以实现。
二、工业机器人的机械手臂设计原则
工业机器人有着与人类外形的特征，而且有着和人类一样的喜、 怒、衰、乐等表情，能够和人进行简单的对话，手臂能实现各种不同的动作，它 目前的设计目标还不能移动，它定位在娱乐上面，要求成本低廉，功能相对来说 比较单一，因此在保证性能的情况下，我们尽量不要采用高档的材料和元器件， 基于以上的考虑，我们在下面几条设计原则；
（3）易维护性:包括机械维护和控制系统软硬件维护，机械上尽可能采用 模块设计方法，减少部件种类，提高通用性，便于安装拆卸，同时提高可靠性和 经济性，控制系统软硬件设计同样采用模块化设计，便于检测测试。 5