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Δ L’=6/（43200）=0.0075＜0.01 可 满足题目要求。
2 低速端测量，传感器直接与丝杠连接， 与减速比无关
Δ L=t/n n=t/Δ L=6/0.01=600 脉冲
/转，可知 ns=500 脉冲/转的编码器不 合用。
（六）综合题
★已知电机驱动的三自由度位置控制系统，单个自 由度的驱动系统如图所示。试说明单自由度驱动系 统的两种测量方案；
注：需要回答至少两种测量方案，每种方案选出一
种传感器即可。
★采用直流电机驱动的机器人关节有两种转角和转 速测量方案…… 解：方案 a 为高速端测量方案，结构简单，易实现。 同样的测量精度要求，对译码器的测量精度要求较 低。减速器包括在闭环之外，传动误差直接影响输 出精度，传动误差无法通过控制进行补偿，因此对 减速器的精度要求较高。传感器在电机尾部，不知 容易，外观较好。
方案 b 为低速端测量方法，同测精要求，对编码器 的精度要求较高，成本比方 a 高；但减速器包括在 闭环内，从而通过闭环来消除传动误差，对减速器 的精度要求较低。传感器安装在关节部位，布置较 困难，外观差。 实际中多采用方 A。
★某车间内有两条自动生产线上需要一款搬运机器 人，用于生产线……请指定出概念设计流程。
解：产品概念设计决定性地影响产品创新过程中后 续的产品详细设计、产品生产开发、产品市场开发 以及企业经营战略目标的实现。包含以下流程：
明确设计任务
解：依题意有两种测量方案
（1）高速端测量方案：
传感器安装在电机的尾部（电机轴），通过测量电 机的转角实现工作台位移的间接测量。可选用光电 编码器式传感器或者磁电式编码器。
分析 求总功能 总功能分解 黑箱法 功能逐级分解
综合
寻求子功能解 原理解组合 评价 决策 评价与决策 概念产品 创造性方法、目录法、 调查分析法
形态学矩阵法 各种评价方法
（2）低速端测量方案： 传感器安装在工作台上
（负载轴），直接测量工作 台的位移。可选用光栅式位移传感器、感应同步器 或者电位计式位移传感器。
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★已知五自由度机器人，采用直流电机控制，关 节……是确定其控制计算机及控制方案。
能测试、精度、工作空间测试、动态指标测试、作 业试验。j 技术评价与审定：对样机及其性能进行综 合评价，提供改进意见，对不满意的部分进行修改， 直至样机合格后方可进入下一步。k 小批量生产。l 试销。m 正式生产。n 销售。
手动示教盒是一个单片机系统，他由单片机、RAM、 串行通信口、键盘、LED 显示器等组成。它承担命 令输入、状态显示、数据存储、通过与关节控制单 片机通信给关节单片机发送控制命令等任务。 每个关节控制单片机分别负责每个关节直流电机的 位置伺服控制，有单片机、PWM 驱动接口、编码器 接口和串行通信口组成。
PC 具有与手动示教盒同样的功能，不同是，状态显 示及命令输入由显示器和 PC 键盘实现。
★已知某物料搬动机械手……要求写出物料搬动机 械手设计和产品开发的详细工程路线。
答：a 确定目标及技术规范：机械手的用途：物料 搬运。工作方式：手动、自动方式。主要技术参数： 3 自由度。使用环境：生产线。b 可行性分析：收集 资料、市场分析、可行性分析、技术经济性分析。c 总体方案设计：机械手总体结构方案设计，指定研 制计划；开发经费概算；开发风险分析。d 总体方 案的评审、评价。e 理论分析阶段：结构运动血模 型、作业空间分析；结构的力学计算；驱动元件的
选择、动力计算；传感器选择、精度分析；建立控 制模型、仿真分析。f 详细设计：包括系统总体设计， 业务的划分；控制系统设计；程序设计；后备系统 设计；设计说明书、使用说明书。g 详细设计方案 评价。h 试制样机：机械本体、动力驱动系统、供 电系统、控制系统、传感器、检测系统。i 机械手样 机的实验测试：调试控制系统、控制性能测试、功
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