该论文在综述近年来机器人技术研究和发展状况的基础上,结合高层建筑清洗作业机器人产业化研究,对机器人技术进行系统的分析,提出了整体结构和控制系统经济型设计方案.采用机电一体化设计思想,充分考虑机、电、软、硬各自特点进行互补优化,对机器人整体结构、传动系统、驱动装置和控制系统进行了分析和设计.在此基础上,对机器人运动学进行了分析,得出了关节变量的操作空间在位置、速度以及加速度之间的对应关系.采用牛顿—欧拉方法对机器人操作臂进行了动力学分析,为步进电机的选型和结构优化提供了理论依据.在机器人控制系统设计中,采用PC-104工业控制计算机作为主机,结合由单片机构成的功能模块控制单元,完成系统功能初始化、位置平衡控制、数据运算和处理、步进电机驱动以及故障报警与处理等功能,同时分析了步进电机驱动接口板的原理和实现形式.最后分析了几种常用的步进电机驱动器的性能和特点,对大功率步进驱动以及噪声问题进行了探讨.