【正文】 了驅動力矩，因此若想讓大臂和小臂停止在預定位置，應該在此位置給關節(jié)電機施加一個電壓，讓它擔負起大臂或小臂，而不讓其由于重力而下落。 誤差積累 sume+=fabs(e1) 使電機輸出電壓 v=kp*e1+ki*sume+kd*(e1e2) 方法二驗證： 由于方法二采用 PID 控制，需要選擇合適的比例、積分、微分系數(shù)；另外還要選擇 for()循環(huán)中的延時時間 t 和循環(huán)次數(shù) n。 } 記錄的位置同時顯示在列表框中，記錄位置不超過 1000 個。 第 5 章 總結 所完成的工作 （ 1） 對實驗平臺的改造 本文利用的是報廢的焊接機器人，要改造成送料機器人，不但要對末端執(zhí)行機構進行重新設計，還要重新布線。這導致電位器反饋電壓并不準確。 （ 3） 通過虛擬場景和網(wǎng)絡，也可以進一步實現(xiàn)對機器人的遠程監(jiān)測和控制。本次畢業(yè)設計，學生收獲頗多，這與于老師的悉心指導是分 不開的。 （ 2） 可以用 Opengl 或者 ADAMS 訂作一個虛擬場景，進而實現(xiàn)虛擬示教編程，這樣會更加安全和方便。 （ 3） 電機上應安裝放電回路 電機相當于一個線圈，在電機啟動或者停止瞬間，會產生很高的感應電動勢，很可能會對電路中的元器件造成破壞，所以要加上穩(wěn)壓或者續(xù)流元件。在程序運行期間，使用者也可以自行設置。 float Voltage5。 程序設計方法二： 方法二采用傳統(tǒng)的 PID 控制，電壓超調后還可以減小，可以避免反彈現(xiàn)象的發(fā)生。 以關節(jié) 1 為例，與該 模塊 相關的函數(shù)有 OnZ1Button(), OnF1Button(), OnT1Button()，它們分別表示用來控制電機的正轉、反轉和停止，其中電機的運行速度靠輸入的電壓值調節(jié)；另外一個函數(shù) OnRun1Button()是用來實現(xiàn)電機的位置伺服控制， 在預定的關節(jié)角范圍內，電機可以運行到任何一輸入的位置停止。 實現(xiàn)方法 以模塊化程序設計思想為指導，以預期要實現(xiàn)的 功能 作為各個模塊，設計控制軟件。 從理論上來講，電位器應該是線性的測量元件，但由于電位器的滑動噪聲以及滑線電阻的工作過程中的磨損，這種函數(shù)關系并非理想的線性關系，而是存在一定的偏移。在機電一體化技術中，光電耦合電路是重要的接口電路。 PCL812PG 主要特點 ： 路單端 12 位模擬量輸入 2 路 12 位模擬量輸出 采樣速率可編程，最快達 30KHz 帶 DMA 或中斷的 A/D 路數(shù)字量輸出 PCL726 主要特點 ： 路獨立 D/A 輸出 位分辨率雙緩沖 D/A 轉換器 路數(shù)字量輸入及 16 路數(shù)字量輸出 多種電壓范圍： +/10V， +/5V， 0— +5V， 0— +10V 和 4— 20mA 電流環(huán) 。 底板有 9 個 ISA 插槽， 4 個 PCI 插槽，帶 VGA 顯示器。 第 3 章 控制系統(tǒng)硬件 控制系統(tǒng)模式的選擇 構建機器人平臺的核心是建立機器人的控制系統(tǒng)。又因為這種制動器常用于安全制動場合，所以也稱為安全制動器。 齒形帶傳動原理如圖 所示。m 額定轉速 7980rpm 7980rpm 7980rpm 5460rpm 5460rpm 最高轉速 轉子慣量 9200rpm 表 電機參數(shù) 腰關節(jié) 肩關節(jié) 肘關節(jié) 腕關節(jié) 手爪 型號 MAXON2332 MAXON2332 MAXON2332 MULTIPLEX STELLSERVO MULTIPLEX STELLSERVO 額定電壓 18v 18v 18v 6v 6v 額定轉矩 N mm，這為電機的挑選提供了一定的依據(jù)。 圖 機械手機構簡圖 在圖 中， O 為電機輸出軸，曲柄 OA、連桿 AB、滑塊 B 和支架構成曲柄滑塊機構；滑塊 B、連桿 BC、搖桿 CE 和支架構成滑塊搖桿機構。液壓驅動。 基座及連桿 基座 基座是整個機器人本體的支撐。經過大約 10 年的實用化時期以后，從1980 年開始進入廣泛的普及時代。 1970 年 4 月美國在伊利斯工學院研究所召開了第一屆全國工業(yè)機器人會議。解決這些問題的根本辦法是研究和使用具有開放結構的機器 人系統(tǒng)。目前主要應用于機床、模鍛壓力機的上下料，以及點焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先制訂的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，但還不具備傳感反饋能力，不能應付外界的變化。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息進行反饋，使機器人具有感覺機能。 機器人的歷史、現(xiàn)狀 機器人首先是從美國開始研制的。要實現(xiàn)機器人所期望實現(xiàn)的功能，機器人 的各部分之間必然還存在著相互關聯(lián)、相互影響和相互制約。除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。第一類是不需要人工操作的通用機器人，也即本文所研究的對象。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運、裝配等作業(yè)，有待于進一步實現(xiàn)機械化。 機械手畢業(yè)設計論文 目 錄 第 1 章 緒論 ?????????????????????????? 1 機器人概述 ??????????????????????? 2 機器人的歷史、現(xiàn)狀 ??????????????????? 3 機器人的發(fā)展趨勢 ???????????????????? 4 第 2 章 機械手的設計 ???????????????????????? 5 自由度及關節(jié) ??????????????????????? 5 基座 及連桿 ??????????????????????? 5 基座 ???????????????????????? 7 大臂 ???????????????????????? 8 小臂 ???????????????????????? 9 機械手的設計 ??????????????????????? 10 驅動方式 ????????????????????????? 11 傳動方式 ????????????????????????? 12 制動器 ??????? ??????????????????? 12 第 3 章 控制系統(tǒng)硬件 ??????????????????????? 13 控制系統(tǒng)模式的選擇 ???????????????????? 14 控制系統(tǒng)的搭建 ????????????????????? 15 工控機 ?????????????????????? 16 數(shù)據(jù)采集卡 ????????????????????? 16 伺服放大器 ???????????????????? 17 端子板 ?????????????? ???????? 18 電位器及其標定 ??????????????????? 19 電源 ???????????????????????? 20 第 4 章 控制系統(tǒng)軟件 ?????????????????????? 21 預期的功能 ??????????????????????? 22 實現(xiàn)方法 ???????????????????????? 23 實時顯示各個關節(jié)角及運動范圍控制 ???????? 24 直流電機的伺服控制 ????????????????? 25 電 機的自鎖 ????????????????????? 26 示教編程及在線修改程序 ??????????????? 27 設置參考點及回參考點 ???????????????? 27 第 5 章 總結 ??????????????????????????? 29 所完成的工作 ?????????????????????? 30 設計經驗 ???????????????????????? 31 誤差分析 ???????????????????????? 32 可以繼續(xù)探索的方向 ??? ???????????????? 33 致 謝 ?????????????????????????????? 34 參考文獻 ??????????????????????????? 35 摘 要 在當今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產效率，保障產品質量，普遍重視生產過程的自動化程度，工業(yè)機器人作為自動化生產線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認同并采用。專用機床是大批量生產自動化的有效辦法；程控機床、數(shù)控機床、加工中心等自動化機械是有效地解決多品種小批量生產自動化的重要辦法。 機器人一般分為三類。這種機器人在國外通常被稱之為“ Mechanical Hand”，它 是為主機服務的，由主機驅動。機器人的這些組成部分并不是各自獨立的，或者說并不是簡單的疊加在一起，從而構成一個機器人的。其中的機械系統(tǒng)又叫操作機(Manipulator)，相當于本文中的執(zhí)行機構部分。它設有微型電子計算機控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。 在國外機械制造業(yè)中，工業(yè)機器人應用較多，發(fā)展較快。修改封閉系統(tǒng)的代價是非常昂貴的，如果不進行重新設計，多數(shù)情況下技術上是不可能的。 19701972 年，工業(yè)機 器人處于技術發(fā)展階段。很快研制出國產化機器人，技術水平很快趕上美國并超過其他國家。 自由度及關節(jié) 圖 1 該機器人具有四個自由度 ，即腰關節(jié)、肩關節(jié)、肘關節(jié)和腕關節(jié)，都為轉動關節(jié)；還有一個用于夾持物料的機械手。要求抓取工件重量： 250N；運動數(shù)： 2(升降、擺動 )；升降行程： 300mm；擺動角度： 270 度；臂長： 500~600mm。圖 為初步設計的機械手機構簡圖（只畫出了一半， 另外一半關于中心線對稱）。 圖 力矩變化情況 從圖 中看到，起始階段須克服的彈簧力最大，電機轉矩必須大于550N178。表 為