三自由度機械手臂設(shè)計說明書-資料下載頁
2025-08-17 16:28本頁面
【導(dǎo)讀】工業(yè)機器人的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個國家工業(yè)自動化的水。大的工作，工作方式一般采取示教再現(xiàn)的方式。本文將設(shè)計一臺四自由度的工業(yè)機器人，用于給沖壓設(shè)備運送物料。驅(qū)動方式，搭建機器人的結(jié)構(gòu)平臺；在此基礎(chǔ)上，本文將設(shè)計該機器人的控制系統(tǒng)，節(jié)的運動情況、機器人的示教編程和在線修改程序、設(shè)置參考點和回參考點。在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機械化、自動化已成為突出的主題。生產(chǎn)過程的自動化已基本得到解決。但在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動化的重要辦法。搬運工件、操作工具的裝置。具有上述特點的機器人稱為專用機器人，而把工業(yè)機械人稱為通用機器人。或按照工作要求以操縱工件進行加工。第一類是不需要人工操作的通用機器人，也即本文所研。以完成各項規(guī)定操作。該設(shè)計的目的是為了設(shè)計一臺物料搬運機器人，利用現(xiàn)有已經(jīng)報廢的焊接機器人，實心鑄鐵作支撐。
【正文】 上升；所以，最好能通過程序來自適應(yīng)選擇這個制動電壓，方法機電系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計（農(nóng)業(yè)機械化及其自動化） 17 有多種，下面是本文的設(shè)計過程。 在調(diào)用在 OnT2Button()或 OnT3Button()函數(shù)時，先給電機一個 0 電壓，使電機失去驅(qū)動力矩，同時調(diào)用 position_now(USHORT ka1_chan)函數(shù)獲得此刻的關(guān)節(jié)位置，然后延時一段時間比如 ，再給電機一個小電壓，形成一個小的制動力矩，通過采樣此刻位置看其是否能使關(guān)節(jié)制動；如果不能，則使該電壓值按照一定的步長線性增加，以增大制動力矩；這通過一個 while()循環(huán)實現(xiàn)，如果采樣位置不再減小，則表示大臂或小臂已停止下落，可跳出循環(huán)。 下圖為程序流程圖： 示教編程及在線修改程序 設(shè)計方法： 當(dāng)機器人停止在某個位置時，可以記錄下在該位置所對應(yīng)的一組關(guān)節(jié)角，這一組關(guān)節(jié)角用一個結(jié)構(gòu)體存儲 struct position float Voltage1。 float Voltage2。 float Voltage3。 float Voltage4。 float Voltage5。 struct position *next。 調(diào)用 OnT2Button()或 OnT3Button()函數(shù) 使電機電壓為 0，并采樣此時位置，將電位器輸出值存放在 fVoltage_former 中 考慮到大臂或小臂上升時的慣性， 循環(huán)采樣一直到采樣值fVoltage=fVoltage_former 跳出循環(huán)，表示大臂或小臂已經(jīng)開始下落了 循環(huán)采樣一直到采樣值fVoltage=fVoltage_former 跳出循環(huán)，表示大臂或小臂已經(jīng)制動在自所位置了 機電系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計（農(nóng)業(yè)機械化及其自動化） 18 記錄的位置同時顯示在列表框中，記錄位置不超過 1000 個。 為了便于對這些位置作修改，本文采用鏈表來動態(tài)存儲這些結(jié)構(gòu)體。 當(dāng)記錄結(jié)束以后，就可以運行剛才記錄的一系列位置了，由于采用鏈表結(jié)構(gòu)存儲程序，所以取用這些程序很方便，只需用一個指針從鏈表首部開始取程序，逐行運行，至到鏈表末尾即可。 程序運行的時候，機器人各個關(guān)節(jié)同時運 動，工作效率高；正在運行的那行程序，以高亮狀態(tài)顯示。 另外，對于記錄的位置可以做刪除、清空等操作 。 第 5 章 總結(jié) 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(gòu)進行重新設(shè)計，還要重新布線。 （ 2） 對關(guān)節(jié)軸電位器進行重新標(biāo)定 由于標(biāo)定電壓不同，標(biāo)定曲線和所得的函數(shù)關(guān)系就不同，本文選用的是 10v 電壓。 （ 3） 設(shè)計端子板電路及驅(qū)動電路 端子板是計算機、板卡控制信號端與機器人電路端的“橋梁”，承擔(dān)著信號調(diào)理、驅(qū)動放大等任務(wù)。 （ 4） 控制軟件的設(shè)計 軟件是機器人的“大腦思維”，軟件的設(shè)計就是將人的意志賦予機器人的“大腦”。 設(shè)計經(jīng)驗 （ 1） 底座設(shè)計成長方體不合理 當(dāng)腰關(guān)節(jié)在不同的位置時，肩關(guān)節(jié)運動的下限不同，不便于編程；最好將底座設(shè)計成圓柱體，并且下面帶有法蘭支撐。 （ 2） 最好安裝機械制動裝置 機電系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計（農(nóng)業(yè)機械化及其自動化） 19 僅依靠程序來實現(xiàn)制動并不可靠，例如突然掉電，將無法制動。 （ 3） 電機上應(yīng)安裝放電回路 電機相當(dāng)于一個線圈，在電機啟動或者停止瞬間，會產(chǎn)生很高的感應(yīng)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。 （ 4） 電位器輸出電壓會在一定范圍內(nèi)會有無規(guī)則的波動 由于電位器材料電阻率分布的不均勻以及電刷滑動時接觸電阻的無規(guī)律變化，會引起所謂的“滑動噪聲”。這導(dǎo)致電位器反饋電壓并不準(zhǔn)確。 （ 5） 關(guān)節(jié)角的方向及電位器的安裝 關(guān)節(jié)角最好符合關(guān)節(jié)角坐標(biāo)系，并且電位器輸出電壓最好隨關(guān)節(jié)角的增大而增大，這樣便于編程。 （ 1） 通過虛擬場景和網(wǎng)絡(luò)，也可以進一步實現(xiàn)對機器人的遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。 （ 2） 還可以嘗試在原有實驗平臺上加上視覺反饋。 （ 3） 控制界面如果用 LabView 設(shè)計，可能會更方便些。 （ 4） 通過進一步完 善控制方式和控制結(jié)構(gòu)，可以將控制系統(tǒng)的軟件嵌入到嵌入式系統(tǒng)上去。 機電系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計（農(nóng)業(yè)機械化及其自動化） 20 參考文獻 [1] Craig, John J. Introduction to robotics. 北京 機械工業(yè)出 版社 ， 2020 [2] Basilio Bona and Aldo Curatella. Identification of Industrial Robot Parameters for Advanced ModelBased Controllers Design Proceedings of the 2020 IEEE International Conference on Robotics and Automation. Barcelona, Spain, April 2020 [3] 索羅門采夫 . 工業(yè)機器人圖冊 . 北京 機械 工業(yè)出版社 ， 1993 [4] 周伯英 . 工業(yè)機器人設(shè)計 . 北京 機械工業(yè) 出版社 ， 1995 [5] 郭洪紅 賀繼林 田宏宇 席巍 . 工業(yè)機器人技術(shù) . 西安電子科技大學(xué)出版社，2020 [6] 三浦宏文 . 機電一體化實用手冊 . 科學(xué)出版社 OHM 社， 2020 [7] 陳國聯(lián) 王建華 夏建生 . 電子技術(shù) . 西安交通大學(xué) 出版社， 2020 [8] 沈?？? 嚴(yán)武升 楊庚辰 . 電機與電器 . 北京理工大 學(xué)出版社， 2020 [9] 羅建軍 朱丹軍 顧剛 劉路放 . 大學(xué) C++程序設(shè)計教程 . 北京：高等教育出版社，2020 [10] 羅建軍 崔舒寧 楊琦 . 大學(xué) Visual C++程序設(shè)計案例教程 . 北京：高等教育出版社， 2020
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