高精度点位机器人设计初衷是研究出一种能够代替人从事工厂恶劣的管道清洗工作的特种机器,但在设计的同时,作者并不局限于单个工程的设计。通过对高精度类机器人以及点位移动类机器人各自关键技术的有机整合,在保证精度的前提下,实现了点位移动的机器人结构,相信在更复杂的作业环境下,运用开放性的思维对其功能进行拓展,应用前景定将十分广泛。点位机器人采用主从式的控制结构。在分析对比了各类主控单片机的优劣之后,结合本课题,选出了较合适的主控芯片Atmega128单片机及从单片机AT89C2051。通信方面,为达到控制的实时性,主从单片机采用串行通讯电路,结合实际的作业环境,与上位机通信加入了无线通信模块,并选择了较为合适的无线电路模块;采用两套电源方案,控制板类电源及步进电机电源相互隔离;在选定两相混合式步进电机为驱动电机的基础上,完成电机驱动电路设计,并对电机驱动的细分控制理论进行了推导。在详细设计部分,首先,为了实现机器人的点位移动目标及保证机器人的运动精度,本体结构采用丝杠传动机械结构,实验证明,定位精度及重复定位精度都非常高;在此基础上,从电路设计原则上对主从控制板进行了设计,设计的硬件电路抗干扰性好,使数字脉冲信号能够实时、准确的发送;采用步进的驱动方式,引入细分驱动控制方法对步进电机驱动方式进行优化,使之运动精度更高;改进了常规的步进电机开环控制,引入光栅等测量传感器,并对位置控制器进行了设计优化,共同构建了闭环运动控制系统,不但使主从单片机的控制能力进一步加强,在经过反馈环节的调整后,使得机器人的运动精度有了较大的提高。