【正文】 ............................... 20 附錄 ： NorthSTAR 程序代碼 ............................................................................................... 21 主從機(jī)械手 1 第 1章 緒論 機(jī)器人的概述 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、維修容易的優(yōu)勢，但功能較少，適應(yīng)性較差。第一類是不需要人工操作的通用機(jī)器人，也即本文所研究的對象。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機(jī)來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電訊號操作機(jī)器人來進(jìn)行探測月球等。除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu)機(jī)器人控 制 系 統(tǒng)驅(qū) 動(dòng) 傳 動(dòng) 系 統(tǒng)手 部腕 部臂 部腰 部基 座 部 （ 固 定 或 移 動(dòng) ）電 、 液 或 氣 驅(qū) 動(dòng) 裝 置單 關(guān) 節(jié) 伺 服 控 制 器關(guān) 節(jié) 協(xié) 調(diào) 及 其 它 信 息 交 換計(jì) 算 機(jī) 圖 11 機(jī)器人的一般組成 對于現(xiàn)代智能機(jī)器人而言，還具有智能系統(tǒng)，主要是感覺裝置、視覺裝置和語言識別裝置等。它們之間的相互關(guān)系如圖 12 所示。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供機(jī)器人各關(guān)節(jié)所需要的動(dòng)力，傳動(dòng)系統(tǒng)則將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為滿足機(jī)器人各關(guān)節(jié)力矩和運(yùn)動(dòng)所要求的驅(qū)動(dòng)力或力矩。同時(shí)，大批量生產(chǎn)的迫切需求推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)展，又為機(jī)器人的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 1954 年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請了專利。 1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機(jī)械手鉚接機(jī)器人。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制。 機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨(dú)立的控制裝置。所以，在國內(nèi) 主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄造、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件，在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合機(jī)械手等。 目前主要用于機(jī)床、橫鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊 、噴漆等作業(yè)，它可按照事先指定的作業(yè)程序來完成規(guī)定的操作。目前已經(jīng)取得一定成績。同時(shí)，隨著機(jī)械手的小型化和微型化，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)突破傳統(tǒng)的機(jī)械領(lǐng)域，而向著電子信息、生物技術(shù)、生命科學(xué)及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展。 MultiFLEX2AVR 控制器可以處理IO、 AD 和總線數(shù)據(jù)，控制 R/C 舵機(jī)、數(shù)字舵機(jī)，是構(gòu)建小型機(jī)器人的最佳選擇。 可以控制 R\C 舵機(jī)、機(jī)器人總線舵機(jī)，直流電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng) 等。 配套 NorthSTAR 圖形化集成開發(fā)環(huán)境 ，純代碼開發(fā)環(huán)境； ? 接口開放徹底。此外，控制器也支持 AVRStudio， Eclipse 等 IDE 開發(fā)環(huán)境。輸出轉(zhuǎn)速在速度控制模式下可連續(xù)旋轉(zhuǎn)，調(diào)速 DC ～ 寬電壓范圍供電總線連接，理論可串聯(lián) 254 個(gè)單 176。 ? 響應(yīng)速度快。 ? 能整周旋轉(zhuǎn)，適合用在機(jī)器人關(guān)節(jié)上，也可作為輪式機(jī)器人的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。調(diào)試時(shí)，將使用 UPDebugger 多功能調(diào)試器的 Servo 模式 ?？蛇M(jìn)行動(dòng)作仿真、步態(tài)及路徑規(guī)劃等。注意將 UPDebugger 多功能調(diào)試器切換到 Servo 模式。只連接了一個(gè)舵機(jī)，所以選擇“ Single Baund” ? 設(shè)置好模式后，點(diǎn)擊“ Search”開始搜索，右側(cè)會(huì)出現(xiàn)搜索信息；如果連接正確，相應(yīng)的舵機(jī) ID和波特率會(huì)出現(xiàn)在列表框。 主從機(jī)械手 19 參 考 文 獻(xiàn) [1] 梅隆 .機(jī)器人 [M] .劉榮，譯，北京：科普及出版社， 20xx. [2] 哈里 .亨德森 .現(xiàn)代機(jī)器人技術(shù) [M] .管琴，譯 .上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，20xx. [3] 瓊斯 .機(jī)器人編程：基于行為的機(jī)器人實(shí)戰(zhàn)指南 [M] .原魁，譯 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx. [4] 庫克 .機(jī)器人制作入門篇 [M] .崔維娜，譯 . [5] 徐俊輝 .“創(chuàng)意之星”機(jī)器人套件實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 [M] .北京：博創(chuàng)科技 . [6] 張伯鵬等 .機(jī)器人工程基礎(chǔ) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . [7] 徐繽昌，闕至宏 .機(jī)器人控制工程 .西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社， 1991. [8] 高德林，王康華編譯 .機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論 .上海：上海交通大學(xué)出版社 ， 1998. [9] 陸祥生，楊秀蓮 .機(jī)械手 理論及應(yīng)用 .北京：中國鐵道出版社， 1985. [10] 理查德 .摩雷 .機(jī)器人操作的數(shù)學(xué)導(dǎo)論 .徐衛(wèi)良，錢瑞明譯 .北京：機(jī)械工業(yè)出版 社， 1998. [11] 殷際英，何廣平 .關(guān)節(jié)型機(jī)器人 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx. [12] 郭宇光 .機(jī)器人發(fā)展的歷史 .現(xiàn)狀 .趨勢，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1989. 主從機(jī)械手 20 致 謝 為期十二周 的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，回顧整個(gè)過程，我深有感受。 知識的鞏固固然重要，但能力的培養(yǎng)同樣不可忽略。我認(rèn)為我在這段時(shí)間內(nèi)所有的收獲，對我今后的學(xué)習(xí)和工作會(huì)是一筆難得的財(cái)富。 主從機(jī)械手 21 附錄： NorthSTAR 程序代碼 include Apps/ uint8 SERVO_MAPPING[11] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11}。 MFSetPortDirect(0x0000003F)。 MFSetServoMode(4,0)。 MFSetServoMode(8,0)。 //從機(jī) 械手靜止 MFSetServoPos(1,512,512)。 MFSetServoPos(5,512,512)。 MFSetServoPos(9,512,512)。 //主機(jī)械手動(dòng)作信息的傳遞 while (1) { //主機(jī)械手抬起 MFSetServoPos(1,512,512)。 MFSetServoPos(5,512,512)。 MFSetServoPos(9,512,512)。 if (!) { //從機(jī)械手抬起 MFSetServoPos(1,512,512)。 MFSetServoPos(5,512,512)。 MFSetServoPos(9,512,512)。 } //主機(jī)械手放下 MFSetServoPos(1,512,512)。 MFSetServoPos(5,512,512)。 MFSetServoPos(9,512,512)。 if (!) { //從機(jī)械手放下 主從機(jī)械手 23 MFSetServoPos(1,512,512)。 MFSetServoPos(5,512,512)。 MFSetServoPos(9,512,512)。 } //主機(jī)械手松開 MFSetServoPos(1,512,512)。 MFSetServoPos(5,512,512)。 MFSetServoPos(9,512,512)。 if (!) { //從機(jī)械手松開 MFSetServoPos(1,512,512)。 MFSetServoPos(5,512,512)。 MFSetServoPos(9,512,512)。 主從機(jī)械手 24 } //主機(jī)械手抓取 MFSetServoPos(1,512,512)。 MFSetServoPos(5,512,512)。 MFSetServoPos(9,512,512)。 if (!) { //從機(jī)械手抓取 MFSetServoPos(1,512,512)。 MFSetServoPos(5,512,512)。 MFSetServoPos(9,512,512)。 } //主機(jī)械手旋轉(zhuǎn) MFSetServoPos(1,512,512)。 MFSetServoPos(5,512,512)。 MFSetServoPos(9,512,512)。 if (!) { //從機(jī)械手旋轉(zhuǎn) MFSetServoPos(1,512,512)。 MFSetServoPos(5,512,512)。 MFSetServoPos(9,512,512)。 } } }