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该系统包括一个平面运动简单到复杂的机械手级的多个自由度。机器人系统的设计和开发需要丰富的经验，它的问题通常是*好的产品和相关解决方案需要深入的了解。

       对于机械设计，idc 设计工程师Nick Brown ，在以下五个关键考虑因素中。
       1、马达的选择
       选择电机，两个关键要素是它的转矩和转速..根据操作运动系统的目标加速度和速度要求的大小，容易计算上述数据。另一个更被忽视但关键的因素是电机转子与要旋转的负载之间的惯性比。如果负载惯量远大于电机惯量，则几乎不可能实现具有快速沉降时间的稳定控制系统..
       2、开环和闭环控制
       简单的运动系统通常使用一个步进电机作为其主要驱动程序，如三维打印机。在开环控制步进电机在配置通常使用的，控制器将命令发送到所述马达，从而以恒定的速度运动即在一定的位置。电机反馈下令不这样做，当如果系统能够满足性能目标和系统的运动精度并不重要，这是可以接受的。
       如果性能要求超过开环控制配置的步进电机系统，采用闭环 pid 控制的伺服？ 发动机。 在闭环系统中，控制器命令电机以一定的加速度运行到一定的位置，电机轴上的编码器向控制器发送报告，反馈其准确的速度和位置。 控制器根据位置和速度误差确定电机是否需要增加或减少？ 能够满足指挥位置和速度的能力。
       一个PID控制环可以实现更快，更**的定位运动系统，同时满足命令运动的实现..但它的控制器比简单的开环系统更复杂。
       3，控制并避免间隙自由运动的机械设计
       在一个机械系统有明显的背部间隙和自由移动，这是毫无意义的发展先进的控制系统和范围编码器为特定的马达和顶部，因为结果是一个不准确的系统，低重复性，它不准确的看或使用。
       在运动系统中，形成自由运动的两个基本原因是轴承的布置和齿轮的后间隙（其他系统的具体因素）。通过适当的元件选择可以避免齿轮的后间隙，例如：应变波齿轮没有后间隙，**的行星齿轮设置后间隙极小。此外，虽然不是所有的情况都适用，但直接驱动系统也可以完全避免这两个问题。
       从接头的轴承的自由运动可以通过**的规格和预载元件的应用来避免。使用预加载角接触球轴承消除了铰接臂的任何自由运动，一弹簧加载的线性滑动引导化妆坚固的感觉聚合物轴承。
       机械强度和校准: 运动系统越**或其性能越高，就越需要注意装配的机械强度和几何公差，以确保其性能。 例如，一个简单的 xy 运动系统，在一对线性导轨上使用一对紧密匹配的聚合物轴承，稍微偏离这些轨道就会造成系统的干扰，在制造、装配或由于正常工作负载而变形。
       4.摩擦、疲劳和使用寿命
       相对运动将导致部件的磨损随着时间的推移导致其改变，甚至是灾难性的失败。金属聚合物轴承和滚子轴承被设计为强调轴承寿命，以确定维护间隔和使用寿命的评价。在那些使用寿命长的设计，维护***系统，聚合物承载更大的优势超过钢轴承。依靠润滑，以限制轴承钢或消除金属表面的磨损，当润滑剂被污染，摩擦增大，性能会降低。干聚合物轴承操作可以在其使用寿命期间保持相同的摩擦特性。
       运动系统设计的*佳建议
       1.在选择电机时，还应考虑转子与电机负载之间的惯性系数；
       2，开环和闭环控制系统：开环系统足以满足性能要求？是否需要一个闭环系统，以实现更快的速度和**定位的要求？
       图3。 应仔细规划机械设计，避免由于轴承和齿轮等常见部件而造成自由运动和后隙;
       4.考虑部件的机械强度、几何公差及其匹配性能，以达到*佳的系统性能；
       5，系统设计，理解摩擦，和部件的疲劳寿命。要考虑：需要实现长寿命，性能优良的解决方案，无论是频繁的维护系统，以及其他因素。