工业机器人在焊接、喷涂、码垛等领域广泛应用,已经成为高端制造业不可或缺的自动化设备。随着消费者对产品高品质、定制化需求的不断增长,对工业机器人的精度、关节集成度、安装与使用的便利性等提出了更高的要求。传动齿隙是影响工业机器人精度最为重要的因素。因此,本文将双电机消隙驱动技术引入到机械臂系统中,设计一种基于双电机驱动模块化机械臂并对其关节控制策略进行研究,具有重要的理论和工程价值。主要研究内容具体如下:首先,模块化机械臂结构设计与有限元分析。主要包括:确定模块化机械臂的设计指标,提出一种基于双电机驱动模块化关节的设计方案,对零部件进行选型,运用SolidWorks对机械臂进行三维建模和关键零部件有限元分析。接着,建立含齿隙单电机驱动伺服系统模型并通过MATLAB/Simulink仿真分析齿隙非线性对半闭环和全闭环反馈的影响。在此基础之上,建立模块化关节控制系统模型,即含齿隙双电机驱动动态系统模型。然后,基于自适应离散滑模设计模块化关节双电机同步驱动模式、对抗驱动模式及其两种模式转换控制算法。在MATLAB/Simulink环境下对本文提出的控制算法进行仿真并与单电机驱动和其它文献所提出的变偏置力矩双电机驱动算法相对比。最后,搭建模块化关节实验平台。一是验证齿隙非线性对单电机伺服系统半闭环和全闭环反馈的影响。二是实现对本文提出的算法的实验验证,并与单电机驱动和变偏置力矩双电机驱动算法相对比。