6自由度机械手控制手册 V1

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六自由度机械臂控制系统设计

六自由度机械臂控制系统设计

六自由度机械臂控制系统设计随着世界各地恐怖事件的不断爆发,采用六自由度机械臂实现对爆炸物的排除已成为现如今防恐事业的一项重要手段,机械臂在进行作业的过程中,排爆需要灵活的操作和细致的动作。

机械臂的自由度往往在四五个左右,为了满足排爆工程的需求,就需要加强机械臂的操作自由度,因此设计六自由度机械臂就显得尤为重要。

标签:六自由度;机械臂;控制系统设计1.六自由度机械臂控制系统设计要求六自由度机械臂的运动控制硬件分别是机械手的运动控制、驱动电路的底层控制、远程通信以及远程控制、视觉传感和辅助传感系统和上层控制的人机交互。

在整个自由度机械臂控制系统中,上位机控制系统的主要功能是给操作者提供良好的人机交互界面,而且机械臂的操作能够通过配套的便携手柄而实现,所以上位机要对手柄所发射的信号进行有机的掌握和控制,对下位机系统的控制还需要上位机系统给出,同时还要将下位机及机械臂运动状态信息能够及时反馈给操作者。

操作手柄和下位机作为移动设备而言,上位机控制系统除了能够提供有线的控制,还要提供相应的无线通信系统,其控制的有效距离在100米左右实现控制的指令和运动反馈的信号达成。

在移动载体的设计上,除了放置机械手实现对抓取的射线图像检测仪,机械臂和车身上还装置了两台CCD摄像机和两个自由度的云台,并相应地配备录像机以对排爆过程进行全程的记录。

这些信息的反馈就是通过无线图像模块实现的。

在机械臂手部的设计过程中,因为机器人的抓手在整个机械臂系统中作为最末端的执行器,在抓取和实现操作工作的时候,其可以根据需要分为钳式和吸附式。

在这个层面上我们主要考虑的是机械臂在进行工具抓取的时候,需要采用钳式的爪手,在爪手上的电机,我们选择的是MICRO-STd伺服电机,在电机的尺寸设计上,要保证电力能够在最小的空间占比和最轻的质量占比,从而满足于机械臂的灵活性。

在机器人的机械臂设计中,机械臂是由四到五个伺服的电机组成的,对伺服电机的控制能够保障机械臂在不同使用需求上的不同位置和方向的自由变化。

6自由度机械手的算法

6自由度机械手的算法

6自由度机械手的算法介绍6自由度机械手是一种具有6个自由度的机械臂,可以在空间中完成复杂的运动任务。

为了实现机械手的精确控制和运动规划,需要使用一系列算法来实现。

本文将探讨6自由度机械手的算法,包括逆运动学、正运动学、轨迹规划等。

逆运动学逆运动学是指已知机械手末端位置和姿态,计算出各个关节角度的过程。

对于6自由度机械手而言,逆运动学问题是一个复杂的数学问题。

以下是逆运动学算法的基本步骤:1.确定机械手的DH参数,包括关节长度、关节偏移、关节旋转角度等。

2.根据机械手的DH参数,构建正运动学方程,即末端位置和关节角度的关系。

3.根据末端位置和姿态,求解正运动学方程,得到关节角度的解。

4.对于多解的情况,选择最优解,例如使关节角度变化最小或满足特定约束条件的解。

正运动学正运动学是指已知机械手各个关节角度,计算出末端位置和姿态的过程。

对于6自由度机械手而言,正运动学问题相对简单,可以通过矩阵变换来实现。

以下是正运动学算法的基本步骤:1.确定机械手的DH参数。

2.根据机械手的DH参数,构建正运动学方程,即关节角度和末端位置的关系。

3.根据关节角度,求解正运动学方程,得到末端位置的解。

轨迹规划轨迹规划是指在给定起始位置和目标位置的情况下,确定机械手的运动路径和速度的过程。

对于6自由度机械手而言,轨迹规划需要考虑运动的平滑性和避免碰撞等因素。

以下是轨迹规划算法的基本步骤:1.确定起始位置和目标位置。

2.根据起始位置和目标位置,计算出机械手的途径点和运动方向。

3.根据途径点和运动方向,生成平滑的运动路径。

4.考虑机械手的运动速度和加速度,生成合适的速度曲线。

5.考虑碰撞检测,避免机械手和其他物体的碰撞。

动力学建模动力学建模是指根据机械手的结构和参数,建立机械手的运动学和动力学模型的过程。

对于6自由度机械手而言,动力学建模需要考虑关节间的耦合效应和惯性等因素。

以下是动力学建模的基本步骤:1.确定机械手的质量、惯性等参数。

六自由度机械手的坐标建立及运动学分析

六自由度机械手的坐标建立及运动学分析

六自由度机械手的坐标建立及运动学分析1.坐标建立:在六自由度机械手的坐标建立中,一般采用DH约定法(Denavit-Hartenberg法)来建立坐标系。

DH法是一种常用的方法,能够简化坐标系的描述,方便运动学分析。

首先,根据机械手的实际结构和运动方式,确定基座系(O-1-X1-Y1-Z1)和工具系(O-6-X6-Y6-Z6)两个坐标系。

其中,基座系固定在机械手的基座上,而工具系固定在机械手臂的末端执行器部分。

然后,根据机械手的连杆关系,逐个确定每个连杆的坐标系。

对于每个连杆的坐标系,可以通过以下几个步骤确定:1)确定连杆旋转轴,选择旋转轴为Z轴。

2)确定连杆的连杆中心线与相邻连杆中心线的夹角,选择夹角为连杆坐标系的转角θ。

3)确定连杆坐标系的原点与相邻连杆坐标系的原点之间的距离,选择距离为连杆坐标系的运动方向z。

4)确定连杆坐标系的x轴,通过右手定则确定。

根据以上步骤,可以逐个确定各个连杆的坐标系,最终建立整个六自由度机械手的坐标系。

2.运动学分析:运动学正解是指通过给定每个关节的转角,计算末端执行器的位置和姿态。

运动学正解的计算可以采用连乘法则,从基座系逐步向前计算每个连杆的变换矩阵,最终得到末端执行器的变换矩阵。

运动学逆解是指通过给定末端执行器的位置和姿态,计算每个关节的转角。

运动学逆解的计算可以通过逆运动学方法实现,其中一种常用的方法是通过解析法,通过求解多元非线性方程组得到关节转角的解析解。

在进行运动学分析时,还需要考虑机械手的工作空间限制、奇异位置的问题以及碰撞检测等。

因此,在实际运动学分析中,可能需要进行机器人的轨迹规划和路径规划。

总结:六自由度机械手的坐标建立和运动学分析是机械手设计和控制的基础。

通过建立机械手的坐标系,可以方便地描述六自由度机械手的结构和运动方式。

而运动学分析可以通过运动学正解和逆解,实现机械手的位置和姿态的计算。

熟练掌握六自由度机械手的坐标建立和运动学分析,对于机械手的设计和控制具有重要意义。

六自由度的机械手臂控制器设计

六自由度的机械手臂控制器设计

六自由度的机械手臂控制器设计吴俊杰【摘要】六自由度的机械手臂可以代替人工,在蒸汽发生器中进行各项检修工作,在核电站的日常维修工作中有着重要的意义.本文对六自由度的机械手臂控制器进行了设计,分别介绍了控制系统中所需的硬件和软件系统,其控制过程采用积分PID法综合带死区PID法的控制算法,最后对二者进行了联合调试.结果表明所设计的系统稳定性和可靠性较高,可以达到应用所要求的精度和性能指标.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】2页(P79-80)【关键词】六自由度;检修机械手臂;PID【作者】吴俊杰【作者单位】江铜集团(德兴)铸造公司,江西德兴334224【正文语种】中文【中图分类】TP277当前信息技术和控制技术发展迅猛,采用机械手臂替代人工在危险环境中进行操作已成为机械产业自动化、只能化发展的必然趋势。

核电站中的蒸汽发生器由于含有危害人体健康的辐射物质,在检修过程中维修人员无法进入,因此需要用机械手臂进行替代。

六自由度的机械手臂用有六个关节,可以形成六轴联动效果,其运动轨迹为三维状态,将工具悬挂于机械手臂前端即可完成检修工作。

机械手臂的运动控制由伺服控制器完成,近年来随着控制理论的发展,多种新型算法被应用于伺服控制器当中,其中改进的PID算法因其原理简洁、鲁棒性优异、可靠程度高的特性而被大量应用于各种控制过程当中[1,2]。

本文以六自由度机械手臂作为研究对象,设计了机械手臂控制器所需的硬件和软件系统,得出一套完整的控制系统,并进行了实际调试试验。

图1所示为六自由度机械手臂控制器的系统结构图,从图中可以看出该系统由三部分构成,分别为监控和配电系统,处于集装箱内;SMC控制器,安装于蒸汽发生器周围;机械手和摄像头,在蒸汽发生器下方。

该系统可以保护机械臂的所有运动方式,将运动状态显示成三维图形;以JOG模式,JOY模式和自动方式控制机械臂;进行模拟运动,对轨迹合理型进行验证;定位精度高;安装机械臂后95%的工作区域可以得到覆盖;安装时人员无需进入蒸汽水室,安装过程简便。

毕业设计6自由度机器人机械结构设计及路径规划

毕业设计6自由度机器人机械结构设计及路径规划

6自由度机器人机械结构设计及路径规划摘要近二十年来,机器人技术发展非常迅速,各种用途的机器人在各个领域广泛获得应用。

我国在机器人的研究和应用方面与工业化国家相比还有一定的差距,因此研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用是有现实意义的。

典型的工业机器人例如焊接机器人、喷漆机器人、装配机器人等大多是固定在生产线或加工设备旁边作业的,本论文作者在参考大量文献资料的基础上,结合任务书的要求,设计了一种小型的实现移动的六自由度串联机器人。

首先,作者针对机器人的设计要求提出了多个方案,对其进行分析比较,选择其中最优的方案进行了结构设计;同时进行了运动学分析,用D- H 方法建立了坐标变换矩阵,推算了运动方程的正、逆解。

机器人广泛应用于工业、农业、医疗及家庭生活中,工业机器人主要应用领域有弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。

总之,工业机器人的多领域广泛应用,其发展前景广阔。

关键词:机器人关节,运动学分析,工业机器人,自由度CONSTRUCTION DESIGN、KINEMATICS ANALYSIS OF SIX DEGREE OF FREEDOM ROBOTABSTRACTIn the past twenty years, the robot technology has been developed greatly and used in many different fields. There is a large gap between our country and the developed countries in research and application of the robot technology so that there will be a great value to study , design and applied different kinds of robots, especially industrial robots.Most typical industrial robots such as welding robot, painting robot and assembly robot are all fixed on the product line or near the machining equipment when they are working. Based on larger number of relative literatures and combined with the need of project, the author have designed a kind of small-size serial robot with 6 degree of freedom which can be fixed on the AGV to construct a mobile robot.First of all, several kinds of schemes were proposed according to the design demand. The best scheme was chosen after analysis and comparing and the structure was designed. At same time, The kinematics analysis was conducted, coordinate transformation matrix using D - H method was set up, and the kinematics equation direct solution and inverse solution was deduced, robots are widely used in industry, agriculture, medical and family life, the main application areas of industrial robot are complex operations includes welding, spot welding, assembly, handling, painting, inspection, palletizing, grinding polishing and Laser processing etc. In one word, the development prospects of widely used in many fields of industrial robots are broad.KEY WORDS:Robot joints,Kinematics Analysis,Industrial robot,Degree of freedom.目录前言 (1)第1章工业机器人介绍 (2)§1.1工业机器人概述. (2)§1.2 工业机器人的驱动方式 (3)§1.3 工业机器人的分类. (3)第2章工业机器人结构方案确定 (4)§2.1机器人自由度分配和手臂手腕构形 (4)§2.2传动系统布置 (5)§2.3方案描述 (6)第3章机械设计部分 (8)§3.1底座旋转台设计. (8)§3.1.1 电机选择...................................错误!未定义书签。

六自由度机器人

六自由度机器人

本科毕业设计(论文)FINAL PROJECT/THESIS OF UNDERGRADUATE(2014届)六自由度机器人机械机构设计学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名**学号指导教师***完成日期2014年5月承诺书本人郑重承诺:所呈交的毕业论文“六自由度机器人机械结构设计”是在导师的指导下,严格按照学校和学院的有关规定由本人独立完成。

文中所引用的观点和参考资料均已标注并加以注释。

论文研究过程中不存在抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。

如若出现任何侵犯他人知识产权等问题,本人愿意承担相关法律责任。

承诺人(签名):______________________日期:年月日六自由度机器人机械结构设计摘要机械手是模仿人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置,其主要由执行机构、驱动机构、控制机构以及位置检测装置等所组成。

本论文围绕机器人本体结构设计,进行机器人静力学分析及研究极限位置下关节力矩情况,并以此为依据为机器人机构改进奠定理论基础,主要设计内容如下:(1)阐述六自由度工业机器人当前发展现状,对比现有机械手传动方式及空间布局,分析其技术特点。

(2)根据预期假定机器人工作运动范围及有效负载,参考目前应用较广泛的本体结构,在solidworks环境下先设计简单机器人初期模型。

通过静力学分析得出关节所受负载,进行伺服电机、减速机选型以及确定同步齿形带相关参数,完成机械手内部空间整体布局,确定传动方式并能达到相关目标要求完成理论作业。

(3)建立考虑约束及质量等效转换的机械手模型,分析典型工况下各关节的运动情况。

对关键零件及手部轴承通过施加约束、负载完成相应应力分析,验证不同电机、减速机选型的合理性,完成机器人结构校核与优化。

关键词:六自由度传动方式静力学分析iABSTRACTRobot arm is to imitate the part of the action of a man's hand,According to the requirements of a given program, track and implement automatic grab, handling or operation of the automatic mechanical device.The main by the actuator, driving mechanism, control mechanism and the position detection device. This paper around the robot body structure design, robot statics analysis and study on joint torque under the limit position, and on this basis the theory basis for robot mechanism, main design content as follows:(1)Six degrees of freedom of industrial robot the current development status of the existing mechanical transmission way and space layout, analyzes its technical characteristics.(2)Work according to the forecast assumes that the robot movement range and payload, reference widely used ontology structure, at the beginning of the first solidworks environment design simple robot model. Joint statics analysis of load, type of servo motor, deceleration pause, and related parameters determine the synchronous toothed belt to complete the internal space of the manipulator overall layout, to determine the transmission way and can meet the requirements of relevant target to complete assignments theory.(3)Set up considering constraints and the mechanical model of equivalent conversion quality, analysis of typical working conditions of each joint movement. On key parts and hand bearing by applying constraint corresponding stress analysis, load is complete, verify the rationality of different type motor, deceleration pause, complete check and optimize the robot structure.KEY WORDS: Six Degrees 0f Freedom Mode of Drive Statics analysis六自由度机器人机械结构设计目录摘要ABSTRACT第1章绪论 ......................................................................... 错误!未定义书签。

6自由度多关节工业机器人图纸++

湖南科技大学毕业设计(论文)题目六自由度工业机器人结构设计作者学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化学号指导教师二〇一六年五月二十日湖南科技大学毕业设计(论文)任务书机电工程学院院机械设计制造及其自动化系(教研室)系(教研室)主任:(签名)年月日学生姓名:学号:专业:机械设计制造及其自动化1设计(论文)题目及专题:六自由度工业机器人结构设计2学生设计(论文)时间:自2015年3月1日开始至2015年5月29日止3设计(论文)所用资源和参考资料:《工业机器人》、《机器人学》、《机器人运动学基础》、《Solidworks2013从入门到精通》4设计(论文)应完成的主要内容:(1)介绍工业机器人的发展现状及前景;(2)工业机器人工作空间计算和简单的运动学分析;(3)工业机器人结构设计及关键零部件计算;(4)对关键零部件进行强度校核。

5提交设计(论文)形式(设计说明与图纸或论文等)及要求:(1)相关的计算、设计框图及仿真图;(2)论文不少于35页;(3)说明书中必须有与设计(论文)内容或专业相关的不少于1500字的外文资料翻译。

6发题时间:2015年3月1日指导教师:学生:湖南科技大学毕业设计(论文)指导人评语[主要对学生毕业设计(论文)的工作态度,研究内容与方法,工作量,文献应用,创新性,实用性,科学性,文本(图纸)规范程度,存在的不足等进行综合评价]指导人:(签名)年月日指导人评定成绩:湖南科技大学毕业设计(论文)评阅人评语[主要对学生毕业设计(论文)的文本格式、图纸规范程度,工作量,研究内容与方法,实用性与科学性,结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人:(签名)年月日评阅人评定成绩:湖南科技大学毕业设计(论文)答辩记录日期:学生:学号:班级:题目:提交毕业设计(论文)答辩委员会下列材料:1设计(论文)说明书共页2设计(论文)图纸共页3指导人、评阅人评语共页毕业设计(论文)答辩委员会评语:[主要对学生毕业设计(论文)的研究思路,设计(论文)质量,文本图纸规范程度和对设计(论文)的介绍,回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任:(签名)委员:(签名)(签名)(签名)(签名)答辩成绩:总评成绩:摘要六自由度工业机器人是一种高精度的自动化机械,具有高度的灵活性以及平稳性。

六自由度机械手设计

六自由度机械手设计在工业自动化领域中,六自由度机械手被广泛应用于各种生产线上。

机械手的设计需要考虑到其功能需求、结构设计和控制系统的设计等多个方面。

本文将从这三个角度,详细介绍如何设计一个六自由度机械手。

首先,机械手的功能需求包括其工作范围、负载能力和精度等。

机械手的工作范围决定了其能够覆盖的空间范围,而负载能力决定了其能够携带的物体的重量。

精度则决定了机械手在操作过程中的定位精度和稳定性。

在设计过程中,需要根据具体的应用场景来确定这些参数,并且在满足需求的前提下尽可能最优化。

其次,机械手的结构设计决定了其运动灵活性和稳定性。

六自由度机械手一般由基座、臂、腕和手指等部分组成,每个部分都有自己的运动自由度。

在设计过程中,需要综合考虑各个自由度的运动范围、连杆长度和连接方式等因素。

同时,还需要考虑机械手的整体结构是否牢固,是否方便维护和安装等。

最后,机械手的控制系统设计包括运动控制和感知控制两个方面。

运动控制主要包括运动规划和轨迹控制等,通过对机械手的运动轨迹进行规划和控制,使其能够精确地完成指定的任务。

感知控制主要是通过传感器来获取机械手和外部环境的信息,并根据这些信息来做出相应的调整。

在设计过程中,需要选择合适的传感器,并设计相应的算法来实现感知控制。

综上所述,六自由度机械手的设计需要考虑到功能需求、结构设计和控制系统设计等多个方面。

只有在这三个方面都充分考虑到,并且在满足需求的前提下进行优化,才能设计出一台性能稳定、功能完备的六自由度机械手。

通过不断改进和创新,相信未来的六自由度机械手会在工业自动化领域有着更加广阔的应用前景。

六自由度搬运机械手设计绪论

六自由度搬运机械手设计绪论
六自由度搬运机械手是一种能够完成多种复杂工业任务的机械设备,它具有灵活性高、精度高、工作效率高等优点,因此在工业生产领域得到了广泛应用。

本绪论将着重介绍六自由度搬运机械手的定义、结构组成、工作原理以及应用领域。

首先,六自由度搬运机械手是一种机器人,它由多个关节组成,具有六个自由度,能够实现在空间中的六个方向自由运动。

这样的设计使得机械手能够完成复杂的三维工作任务,如搬运、装配、焊接等。

六自由度搬运机械手的工作原理主要是通过控制各个关节的运动来实现机械手的整体运动。

通常采用的控制方法有位置控制、力控制和轨迹控制等。

位置控制是通过控制电机的转动角度来控制机械手的位置。

力控制则是通过传感器感知物体的力和力矩,从而控制机械手的接触力大小。

轨迹控制则是通过预先规划好的轨迹来控制机械手的运动。

六自由度搬运机械手的应用领域非常广泛,其中包括汽车制造、电子装配、航空航天、医疗器械制造等。

在汽车制造过程中,机械手可以完成汽车车身的焊接、喷涂等工作。

在电子装配过程中,机械手可以完成电子元件的拾取、安装等工作。

在航空航天领域,机械手可以完成飞机部件的装配和维修等任务。

在医疗器械制造中,机械手可以用于搬运和组装医疗器械等。

总之,六自由度搬运机械手是一种功能强大的机械设备,它具有多个自由度和灵活的运动能力,可以完成多种复杂的工业任务。

随着科技的不断发展和进步,机械手在工业生产中的应用将会越来越广泛,对于提高生
产效率和质量具有重要意义。

因此,研究和设计六自由度搬运机械手将对推动工业自动化发展起到积极的推动作用。

六自由度机器手运动仿真说明书

六自由度机器手运动仿真摘要机器人是当今工业的重要组成部分,它能够精确地执行各种各样地任务和操作,并且无需人们工作时所需的安全措施和舒适的工作条件。

机械手臂是目前在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置,在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事以与太空探索等领域都能见到它的身影。

本文主要任务是对该机器人的结构进行分析研究并且对其进行运动仿真,同时要求设计者对三维建模软件的应用有较高的要求,运用UG4.0三维建模软件建立串联六自由度机器手机械结构模型,并导入到UG6.0对其进行运动仿真,通过对其进行运动仿真,得出相应工作围。

关键词:传动部件;建模;仿真;AbstractNow the robot is an important part of the industry, it can carry out various tasks and operations precisely without the security measure and the comfortable working condition which people need. It is the automated machinery which is the most widely practical applied in the field of the robot technology, and it can be seen in many areas such as the industrial manufacturing, medical treatment, entertainment, military and space exploration and so on.This main task is the analysis of the structure of the robot and its simulation exercise, Also asked the designer of the 3D modeling software application for a higher,using three-dimensional modeling software to establish the series UG4.0 six degrees of freedom robot mechanical structure model, importing into UG6.0 for motion simulation, and corresponding results are obtained by analyzing comparison.Keywords: transmission parts; modeling; simulation;目录Abstract1引言11机器手的概述12 UG三维建模软件的介绍33 题目的意义与目的4第一章建立六自由度机器手三维模型51.1串联六自由度机器手结构说明51.2 安装尺寸71.3 外形尺寸和最大动作围81.4各关节部位电动机的选定91.5 UG4.0实体建模121.5.1分析机器手结构121.5.2 UG4.0建立六自由度机器手模型零件。

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6自由度机械手控制手册版本:V1YFROBOT2015年10月23日1、了解机械手 (3)1.1机械手 (3)1.26自由度机械手简介 (3)2、机械手安装 (3)2.16自由度机械手安装 (3)3、硬件选择 (4)3.1材料准备与介绍 (4)3.2材料组合方式选择 (6)4、连接与调试 (7)4.1方式1连接与调试 (7)4.2方式2连接与调试 (8)4.3方式3连接与调试 (9)4.4方式4连接与调试 (10)5、总结 (12)1、了解机械手1.1机械手机械手是能模仿人手和臂的动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。

它主要主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。

它可以代替人从事繁重的危险的重复的劳动,即提高了生产效率,又能更好的保证人的安全,所以在工业生产中被广泛应用。

1.26自由度机械手简介我们这里的机械手仅用于学习与娱乐,不能和工业机械手相提并论的!下面我们简单介绍下我们的机械手组成部分:1、执行部分-机械手支架2、驱动部分-伺服舵机3、控制部分-控制板或舵机控制器或控制板+舵机控制器4、电源部分-驱动伺服电源+控制部分电源。

2、机械手安装2.16自由度机械手安装用户根据购买的机械手类型,选择文档查看:6自由度机械手控制手册V1\机械手安装。

1、圆盘底座6自由度机械手安装2、非圆盘底座6自由度机械手安装①②安装提示:安装过程中注意舵机轴的位置,尽量保持轴在中间位置也就是90度左右,这样可以减少后期的拆卸重装的步骤!3、硬件选择3.1材料准备与介绍玩一个6自由度机械手,需要的材料:□6自由度机械手支架(必备)□6个伺服舵机(必备、可选DS3115or996)□电源(必备)□控制板、舵机控制器(选择)□遥控部分-PS2手柄(可选)3.1.1机械手支架这里支架就是个机械结构,主体支架都是金属材质的非常可靠。

3.1.2舵机舵机主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成,可以根据脉冲信号,精确控制旋转角度。

它需要一个20ms的脉冲信号,其中高电平部分范围一般为0.5ms~2.5ms,间隔2ms,对应舵机旋转角度,如图:需要提醒的是舵机理论上角度是0~180度,但是实际使用中会发现有些舵机不能达到这个角度(舵机角度旋转到180度时,会出现抖动现象),这是正常的,应该是工艺误差。

在后续的使用过程中应该适当的限制使用的舵机角度范围,例如使用5~175度。

还有比较需要大家注意的是,机械爪的角度活动范围有限(机械结构决定),在调试过程中一定注意,不然很容易烧坏舵机,本人在使用过程中,机械爪的舵机烧坏了2个,都是没注意。

当然其他舵机也一样,但范围相对宽。

舵机店铺内提供了两种选择:DS3115和MG996,相对而言,还是DS3115用起来比较好,价格也不一样。

3.1.3电源这里我们说的电源指的是舵机供电电源和控制板逻辑电源。

控制板I/O口输出的电流是很小的,而舵机需要的驱动电流远大于它,所以我们需要给舵机外接电源才能驱动它。

我们的机械手用到6个舵机,舵机电压为:DC4.8~6V,工作是峰值电流可以达到2~3A,所以建议购买的电源:DC5V3A电源控制板电源就不多提了,可以使用USB供电,或者直流电源供电,根据控制板选择合适电源即可。

3.1.4控制板在下面讲解中,默认都使用arduino UNO R3控制板,其他控制板同理,不做介绍。

Arduino的控制板这里也不做介绍了,资料放给大家,文件查看地址:6自由度机械手控制手册V1\arduino UNO R3资料;百度云盘下载地址:/s/1sjvIq2x。

如果之前没有接触过Arduino的控制板,建议简单学习下,给大家个arduino 教程网址:/portal.php。

如果有兴趣好好学习arduino的话,推荐大家购买arduino学习套件,丰富的元件,让你彻底了解arduino。

购买我们的套件后,在学习arduino过程中如有任何问题,都可以咨询Q2912630748。

3.1.5舵机控制器和上位机软件首先,32路舵机控制器的资料和上位机软件,资料地址:6自由度机械手控制手册V1\32路舵机控制器。

32路舵机控制器简介:/thread-2434-1-1.html上位机软件简介:上位机软件已给出:6自由度机械手控制手册V1\32路舵机控制器\32路舵机控制软件。

在安装过程中可能会遇到一些问题,同样在软件存放的文件夹中我们给出了解决方案,请阅读:readme.txt文件;解决方案不可能解决所有问题,如有问题,可以反馈到论坛中。

安装软件最好使用win7系统,这样软件安装会更加顺利。

当然您也可以使用其他的上位机软件(可向客服索取,这里就不给出,免得乱)。

这里有个教程帖子,帖子中的视频演示了软件的使用方法,大家可以查看:/thread-11562-1-1.html3.1.6遥控设备PS2遥控手柄资料:6自由度机械手控制手册V1\PS2手柄资料V1.4。

PS2手柄使用(遥控小车教程):/thread-11561-1-1.html至此软件硬件基本介绍完毕,后面调试中就不重复介绍了,如有疑问,也可以访问:论坛,发帖一起交流讨论。

3.2材料组合方式选择每个用户用的材料组合方式都不一样,这里给大家列出几种方式,以下组合都包含必备材料(支架、舵机和电源):方式1、控制板(UNO/STM32/51等)方式2、舵机控制器+上位机软件(PC控制舵机动作)方式3、控制板(UNO/STM32/51等)+舵机控制器方式4、控制板(UNO/STM32/51等)+舵机控制器+PS2手柄遥控(推荐)1和2组合方式主要靠控制板程序来控制机械手动作,但程序指令不同;方式1是控制板直接程序控制舵机,方式2则是控制板发送舵机控制器指令,来控制舵机的;3方式是舵机控制器接收电脑上位机软件指令从而驱动舵机执行相应动作;4方式主要是用到了PS手柄,控制板接收手柄遥控指令,转换为舵机控制器可识别指令发送给舵机控制器,从而驱动舵机执行动作!个人这边推荐的是方式4,当然这都要是看您个人需要。

下一章节,我们就来一一介绍每种方式4、连接与调试4.1方式1连接与调试方式一:控制板-UNO R3第一种使用方式是直接用控制板程序控制舵机,这里我只给出如何连接图,程序大家自行编写,下文也给出了参考网址,利用arduino官方给的库,控制舵机非常方便。

连接示意图:控制舵机参考教程:/thread-2234-1-1.html舵机库语法介绍:/thread-2259-1-1.html控制舵机程序虽然简单,但是想要编写出一组动作却比较烦人,需要慢慢一步步调试程序!调试时一定注意舵机的角度范围,谨防舵机卡死,导致烧毁。

方式二:32舵机控制器+上位机软件该方法比较简单,不需要编程,但是需要使用到电脑,在电脑端安装上位机软件,然后连接到32舵机控制器后,就可以实现实时控制机械手了。

3.1.5中已经为大家介绍了舵机控制器和上位机软件。

下面我们看下如何连接整个电路,才能实现控制:方式二需要注意的地方:1、舵机引脚连接到控制板S0~5引脚,这样对应软件,方便使用。

2、出厂模式下(VS1=VS2),舵机供电电源(DC5V3A)只需连接一个。

3、逻辑供电:□USB数据线供电且通信□DC7.5~15V外接电源至VIN/GND,通信使用串口通信,这里给出一个无线方案-蓝牙通信:①从模式蓝牙模块+PC蓝牙②从模式蓝牙模块+主模式蓝牙模块+USB转TTL模块按照上面的方式连接好后,我们就可以实现电脑软件控制机械手了,这里还需要提醒下,出厂模式下默认波特率为115200。

下面给个视频地址-上位机软件控制机械手,视频中就是使用了蓝牙模块无线通讯:点击查看。

提示:舵机不要一股脑都插上去,建议一个个调试。

方式三:控制板UNO R3+舵机控制器如果你玩过方式二的组合,或者仔细学习过32路舵机控制器的话,该方式就比较好理解了,其实就是将方式二中的电脑替换为控制板,方式二中电脑发送指令,现在改为控制板发送指令,这个控制板发送的指令和电脑发送的相同,但和方式一不同。

如果你直接玩这种接法,需要看下3.1.5中舵机控制器简介。

这样有助于更好的编写arduno程序。

首先同样,我们看下如何连接电路:方式三需要注意的地方:1、UNO R3和32路舵机控制器连接时TXD/RXD需要交叉连接。

2、除了直接连接外还可以各接一个蓝牙模块,实现无线通讯(有点破费)。

3、如果UNO单独供电,需要连接共地线。

按照上面的方式连接好后,我们就可以实现电脑软件控制机械手了,这里还需要提醒下,出厂模式下默认波特率为115200。

下面我们编写了一个控制程序:servoControl(地址:6自由度机械手控制手册V1\arduino程序(方式三))。

程序只是参考作用,不可以直接烧写上电测试,每个机械手安装有误差,所以机械手程序请自行调试编写。

可以先用软件输出动作组,然后写到arduino程序中去。

提示:舵机不要一股脑都插上去,建议一个个调试,尤其是机械爪子的调试。

方式四:控制板UNO R3+舵机控制器+PS2手柄遥控该方式在方式三的基础上加上了手柄遥控设备,当然和方式三中的程序也不一样的。

我们直接看下如何连接电路:相关注意事项参考方式三,建议先学会使用手柄,手柄测试程序:PS2手柄测试例程(地址:6自由度机械手控制手册V1\arduino程序(方式四)\PS2手柄测试例程),在使用程序前需要将PS2库文件放置到arduino IDE安装目录下的library文件夹中,例如:D:\Program Files\Arduino\arduino-1.6.4-windows\arduino-1.6.4\libraries Arduino库压缩文件:arduino程序(方式四)\PS2arduino库文件。

使用手柄测试程序测试手柄功能,接收按图中连接,带手柄和接收器都亮灯,便是连接成功,程序串口打印按键响应,测试完成!我们也提供了一个,控制机械手的程序:PS2手柄控制机械手例程(地址:6自由度机械手控制手册V1\arduino程序(方式四)\PS2手柄控制机械手例程)。

控制机械手程序键值控制说明:上和左摇杆Y轴负方向---舵机角度增加下和左摇杆Y轴正方向---舵机角度减小左和左摇杆X轴负方向---脉冲增量减小(5-20)右和左摇杆X轴正方向---脉冲增量增加(5-20)方---选择舵机0并查询舵机位置(脉冲宽度pw)叉---选择舵机1并查询舵机位置(脉冲宽度pw)圈---选择舵机2并查询舵机位置(脉冲宽度pw)三角---选择舵机3并查询舵机位置(脉冲宽度pw)R2---选择舵机4并查询舵机位置(脉冲宽度pw)L2---选择舵机5并查询舵机位置(脉冲宽度pw)提示:舵机不要一股脑都插上去,建议一个个调试,尤其是机械爪子的调试。

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