摘要本文主要内容是设计三维扫描仪的机械臂的控制系统。首先分析了机械臂的发展意义及国内现状，然后解释了机械臂坐标系的建立。根据要求机械臂有6个自由度，能够实现三轴联动，结构紧凑，轻便灵活。分析刚体位姿描述和齐次变换，简单介绍了D-H算法和运动学方程。根据机械臂工况采用合适的驱动系统，确定机械臂的传动方案。根据驱动系统选择合适的驱动电机，并且采用PLC控制电机，完成对系统硬件和软件的设计。最后根据控制要求和工作情况利用labview软件建立机械臂的控制界面，完成系统框图的设计。86164

毕业论文关键词：机械臂；控制系统；工作界面。

Abstract The main content of this article is to design a three-dimensional scanner manipulator control system。 It analyzes the significance and development arm of the domestic status quo, then explained the establishment manipulator coordinate system。 On request manipulator has six degrees of freedom, enables three-axis, compact, lightweight and flexible。 Analysis posture posture just described and the homogeneous transformation, introduces the D-H algorithm and kinematic equations。 According manipulator conditions using a suitable drive system to determine arm transmission scheme。 Select the appropriate drive system according to a drive motor, and the motor is controlled by PLC, complete system of hardware and software design。 Finally, according to the control requirements of the establishment and operation of the manipulator labview software control interface, complete the system block diagram of a design。

Keywords:Manipulator； control systems,；working interface。

目  录

第一章 绪论 1

1。1机械臂定义 1

1。2国外研究现状 1

1。3国内研究现状 2

1。4机械手设计目的及意义 3

1。5本次机械臂的设计内容 4

第二章 刚体位姿描述和齐次变换 5

2。1 位置表示 5

2。2 方位表示 5

2。3 位姿描述 6

2。4 平移坐标变换 6

2。5 旋转坐标变换 7

2。6 复合变换 7

2。7 齐次坐标变换 7

第三章 机械臂硬件设计 9

3。1 相关技术参数与分类 9

3。1。1 相关技术参数 9

3。1。2 机械臂（机械手）的分类 9

3。1。3 机械臂的驱动方式 9

3。2 六自由度机械臂机械结构 10

3。2。1手臂设计原则 11

3。2。2机械臂基座设计原则 12

3。2。3机械臂基腕部的设计原则 12

3。3 工作原理 13

3。3。1 工作原理 13

3。3。2数据采集