工业机器人的电动系统的电机一般在伺服电机以及步进电机两者之间选择。步进电机没有编码器回馈，每个信号运动固定角度，在负载较低时比较可靠，单是负载较大时会丢步，总体系统较为便宜；伺服电机有编码器回馈，定位误差小，但报价相对较高，必须匹配专门的设备驱动。本设计的工业机器人运行速度快且在运动中抓取目标，需要所选电机满足能够对快速控制指令做出对应反应的能力，因此最终选择伺服电机。

2.3 主要技术参数

工业机器人的设计工作有效载荷为200N，经过市场调研，相同载荷范围内，同类型的高速分拣机器人末端合成速度达到8m/s，回转速度在每秒50度以上。以抓取摆放返回为一次工作循环，每分钟工作循环高达150次，即平均周期时间为0.8s。将本次设计的应用场合可以简化为下图：

图2.2分拣过程简化图

图2.2可以看为分拣机器人工作平台的俯视图，A点是目标物体所在位置，而B点和C点为目标应该被识别抓取运送到的位置，B点和C点到初始地点A点的距离相同都为D=0.5m，而A点距离机器人基座距离为d=1.2m。假设每次抓取物体抬高高度H=0.2m，可以把从A点

到B点再回A点作为一次分拣周期，机器人末端运动路径可设计为从初始点A下降高度H，抓取物品抬起高度H，沿着AB方向运动距离D，再下降高度H放下物品，之后抬高高度H，并沿着BA方向回到初始点A。

在这个过程中最大工作范围出现在B点抓取目标时，此时工作点范围为：

由机器人工作空间的定义可知，机器人的最大臂展L必须大于这一长度，考虑余量，取最大臂展为1.6m，其中初步设计大臂长L1=0.7m，肩部到末端长度为L2=0.9m。

为了满足高速分拣的要求，将直线运动时末端最大速度取为8m/s左右，由运动关系可以算出腰部回转速度范围为85/s~350/s，最大速度为350/s，关节转动范围取为

将抬高下降最大速度取为6m/s，由运动关系可知，大臂和肩部摆动相对速度范围为75/s~250/s。因此将大臂摆动速度范围取为150/s~400/s，摆动范围取为90~90；肩部摆动速度范围取为75/s~150/s，摆动范围取为90~90。