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。

本次毕业设计旨在完成一套能对人体进行全面扫描的综合系统，控制系统总体设计思路为在已知机器人连杆参数和末端执行器相对于固定坐标系的位置和姿态的情况下，来反推求解机器人各个关节变量的大小，然后使用微控制器对机械臂的各个关节的步进电机进行控制，按照预先设置的轨迹配合外部传感器，逐步对人体全身进行扫描，并同时把各个步进电机的运行参数发送给上位机进行实时显示。95149

毕业论文关键词：机械臂；控制系统；微控制器；上位机。

Abstract     In this paper, the main content is to design the 3 d scanner mechanical arm control system。 First analyzes the significance and the domestic status quo, the development of mechanical arm and then explains the establishment of the mechanical arm coordinate system。 With six degrees of freedom mechanical arm according to the requirement, can realize the three axes linkage, structure is compact, lightweight and flexible。

     This graduate design aims to complete a set to the integrated system of human body for a full scan, overall design for connecting rod in the known robot control system parameters and actuators relative to a fixed coordinate system at the end of the position and posture of the case, solving an inverse to push the size of the robot joint variables, and then use the micro-controller on every joint of the robot arm stepper motor to control, according to the preset trajectory with external sensors, gradually to the human body whole body scan, and the operational parameters of the step motor at the same time sent to PC for real-time display。

Keywords:Mechanical arm; Control system; Micro controller; Upper machine。

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。3 电机选择 12

3。4 步进电机的控制与接线