基于單片機的機械手運動控制系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2024-07-15 18:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在國外通常被稱之為“Mechanical Hand”，它是為主機服務(wù)的，由主機 驅(qū)動。除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。 機械手按照結(jié)構(gòu)形式的不同又可分為多種類型，其中關(guān)節(jié)型機械手以其結(jié)構(gòu) 緊湊，所占空間體積小，相對工作空間最大，甚至能繞過基座周圍的一些障礙物 等這樣一些特點，成為機械手中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式。 要機械手像人一樣拿取東西，最簡單的基本條件是要有一套類似于指、腕、 臂、關(guān)節(jié)等部分組成的抓取和移動機構(gòu)——執(zhí)行機構(gòu)；像肌肉那樣使手臂驅(qū)動－傳動系統(tǒng)；像大腦那樣指揮手動作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了運動的 機械手的性能。一般而言，機械手通常就是由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動－傳動系統(tǒng)和控制。 對于現(xiàn)代智能機械手而言，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。目前研究主要集中在賦予機械手“眼睛”，使它能識別物體和躲 避障礙物，以及機械手的觸覺裝置。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(gòu)成一個機械手的。要實現(xiàn)機械手所期望 實現(xiàn)的功能，機械手的各部分之間必然還存在著相互關(guān)聯(lián)、相互影響和相互制約。 機械手的機械系統(tǒng)主要由執(zhí)行機構(gòu)和驅(qū)動－傳動系統(tǒng)組成。執(zhí)行機構(gòu)是機械 手賴以完成工作任務(wù)的實體，通常由連桿和關(guān)節(jié)組成，由驅(qū)動－傳動系統(tǒng)提供動 力，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務(wù)。驅(qū)動－傳動系統(tǒng)主要包括驅(qū)動機構(gòu)和傳動 系統(tǒng)。驅(qū)動機構(gòu)提供機械手各關(guān)節(jié)所需要的動力，傳動系統(tǒng)則將驅(qū)動力轉(zhuǎn)換為滿 足機械手各關(guān)節(jié)力矩和運動所要求的驅(qū)動力或力矩。有的文獻則把機械手分為機 械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。其中的機械系統(tǒng)又叫操作機 (Manipulator)，相當(dāng)于本文中的執(zhí)行機構(gòu)部分。能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機械手主要由手部和運動機構(gòu)組成。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。運動機構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式，稱為機械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機 械手設(shè)計的關(guān) 鍵
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