(2020年整理)机械臂控制系统的设计.pptx
估计关节力矩之前，首先假设每个关节的重力作用集中在中心，将连杆的重 量均分于各关节，机械臂受力简图如图 2-2 所示，使用静力学方法计算关节所 受力矩的最大值。六自由度机械臂三维静态仿真图如图 2-3 所示：
图 2-3 三维静态仿真图
32.4.2 关节驱动来自统电机的选型机械臂的驱动系统，有三种基本类型，即电动驱动、液压驱动和气动驱动 ， 也可以根据需要组合成为复合式的驱动系统。 (1) 电机驱动
图 2-1 关节结构动力传递方案
使用这种联接方式因中间零件少，故形变量与回程间隙都较小，且能保持较 高的结构刚度。
4. 关键部件的选型 1. 关节负载的估算
各关节的动态参数是驱动元件的选择和关节传动零件选择的重要依据。由机 器人动力学相关知识可知完整的机器人动力学方程为：
式中
2
一般使用静力学方法和动力学方法计算机器人的动力参数，速度较低的机械， 在运行过程中，惯性引起的动载荷较小，一般使用静力学方法，忽略 C 和 F 的影 响。而对于运行速度较高机械，其动载荷也较大，即 C 项的影响较大，甚至 超 过静载荷；且粘滞摩擦也较大，同时考虑静载荷和动载荷，需使用动力学计算。 本 文的设计要求是一款可以安装在全向移动平台上的轻型机械臂，对关节的旋转 速 度要求不高，因此估算机械臂力矩时采用静力学方法。
机械臂控制系统的设计
1 引言
近年来，随着制造业在我国的高速发展，工业机器人技术也得到了迅速的发 展。根据负载的大小可以将机械臂分为大型、中型、小型三类。大型机械臂主要 用于搬运、码垛、装配等负载较重的场合；中小型机械臂主要用于焊接、喷漆、 检测等负载较小的场合。随着国外工业机器人技术的不断发展，尤其是一些中小 型机器人，它们具有体积小、质量轻、精度高、控制可靠的特点，甚至研发出更 为轻巧的控制箱，可以在工作区域随时移动，这样大大方便了工作人员的操作。 在工业机器人的应用中最常见的是六自由度的机械臂。它是由 6 个独立的旋转关 节串联形成的一种工业机器人，每个关节都有各自独立的控制系统。
气动驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成，其特点是气源方便、 结构简单、造价较低、维修方便。与液压驱动系统相比，同体积条件下功率较小， 也难以进行速度控制，多用于中、小负荷且精度要求不高的机器人控制系统中。
综上，本设计决定使用电动驱动方式为机械臂提供动力，步进电机为驱动电 机。
2.4.3 驱动系统减速器的选型
蜗轮蜗杆减速器的传动比大，一般为 10-80，也可以达到 80 以上。此外， 蜗轮蜗杆减速器机械结构紧凑、热交换性能好、工作平稳、噪声小、具备机械自 锁能力，安全性高。
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3、谐波减速器 波发生器，柔轮，刚轮是谐波减速器的三大部分，谐波齿轮减速器传动结构
简单，减速比高，同时啮合的齿数多，运行平稳、传动承载力大，齿侧间隙小， 传动精度高，传动误差只有普通圆柱齿轮传动的 1/4 左右，传动空程小，适用 于反向转动，在机器人领域有着广泛应用。但对柔轮材料有较高的强度要求，工 艺复杂。 4、齿轮减速器
目前机械臂上使用最多的一种驱动方式是电动驱动，它利用各种电机产生的 力和力矩，直接或通过机械传动装置来驱动执行机构。这类系统效率比液压驱动 和气动驱动系统高，且电源方便，所以在机器人中得到了广泛的应用。 (2) 液压驱动
液压驱动的主要优点是功率密度大。液压缸也可直接作为臂体的一部分，因 而结构紧凑，刚性好。由于液压油液的不可压缩性，系统的固有频率较高，快速 响应好，可实现频繁平稳的变速和换向。液压系统易于实现过载保护，动作平稳、 耐冲击、耐振动、防爆性好。 (3) 气动驱动
2 机械臂硬件系统设计
1. 机械臂构型的选择
要使机器臂的抓持器能够以准确的位置和姿态移动到给定点，这就要求机器 人具有一定数量的自由度。机器臂的自由度是设计的关键参数，其数目应该与所 要完成的任务相匹配。为了使安装在双轮自平衡机器人上的机械臂能够具有完善 的功能，能够完成复杂的任务，将其自由度数目定为 6 个，这样抓持器就可以达 到空间中的任意位姿，并且不会出现冗余问题。在确定自由度后，就可以合理的 布置各关节来分配这些自由度了。
2.2 臂杆长度的确定
机械臂的臂杆设计如表 2-1 所示：
表 2-1 机械臂臂杆长度
臂体名称
大臂L1
小臂L2
长度（mm）
550
500
机械手 150
3. 机械臂结构设计
1. 关节结构方案
为了便于机械臂关节的模块化涉及和简化结构，本设计使用电机直接连接减 速器，减速器连接臂体连接结构。图 2-1 是关节结构动力传递方案。
定位机构是涉及形式主要有以下几种：SCARA 型机械臂，直角坐标型机械 臂，圆柱坐标型机械臂，极坐标型机械臂，关节坐标型机械臂等。
SCARA 机械臂是平面关节型，不能满足本文对机械臂周边 3 维空间任意抓 取的要求；直角坐标型机械臂投影面积较大，工作空间小；极坐标方式需要线性
1
移动，机械臂如需较大的工作空间，则臂长较长；和其他类型相比关节型机械臂 在其工作空间内干涉是最小的，是一种较为优良的结构。所以初步确定本文机械 臂构型为关节型。
由于计算数值解远比封闭解费时，数值解很难用于实时控制，这样，后 3 个关节就确定了末端执行器的姿态，而前 3 个关节确定腕关节原点的位置。采用 这种方法设计的机械臂可以认为是由定位结构及其后面串联的定向结构或手腕 组成的。这样设计出来的机器人都具有封闭解。另外，定位结构都采用简单结构 连杆转角为 0 或 90°的形式，连杆长度可以不同，但是连杆偏距都为 0，这样的 结构会使推倒逆解时计算简单。
结合上文，本文将使用步进电机为驱动电机为机械臂提供动力，结合各关节 受力和机械臂关节传动机构组合方式，应在驱动电机和机械臂关节间安装减速器 做扭矩适配，降低输出轴的速度，增大输出扭矩。一般行星齿轮减速器、蜗轮蜗 杆减速器、谐波减速器、齿轮减速器等可以和步进电机适配。 1、行星齿轮减速器
行星齿轮减速器通常由一个或者多个外部齿轮围绕着一个中心齿轮旋转，就 像行星绕着太阳公转一样。在工作状态中多个行星齿轮协同工作，因而承载能力 大，属纯扭矩传动，工作平稳。单级行星齿轮减速器的减速比一般较小，需要增 加减速比时只需增加行星轮系的级数即可，而整体体积变化较小。 2、蜗轮蜗杆减速器
机械手控制系统设计
机械手控制系统设计摘要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。
自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。
本次设计根据课题的控制要求,确定了搬运机械手的控制方案,设计控制系统的电气原理图，对控制系统进行硬件和软件选型,完成PLC（可编程控制器）用户程序的设计。
设计中使用了德国西门子公司生产的S7-200系列的CPU 226。
该系列PLC 具有功能强大，编程方便，故障率低，性价比高等多种优点。
机械手的开关量信号直接输入PLC，使用CPU 226来完成全部的控制功能，包括：手动/自动控制切换，循环次数设定，状态指示，手动完全操控等功能。
机械手完成下降、伸出、加紧工件、上升、右旋、再下降、放松工件、缩回、放松、左旋十个动作。
通过模拟调试，有序的控制物料从生产流水线上安全搬离，提高搬运工作的准确性、安全性，实现一套完整的柔性生产线，使制造过程变的更有效率。
通过本次毕业设计，对PLC控制系统的设计建立基本的思想：能提出自己的应用心得；可巩固、深化前续所学的大部分基础理论和专业知识，进一步培养和训练分析问题和解决问题的能力，进一步提高自己的设计、绘图、查阅手册、应用软件以及实际操作的能力，从而最终得到相关岗位和岗位群中关键能力和基本能力的训练。
关键词：机械手；PLC（可编程控制器）；CPU；梯形图The Design of Manipulator Control SystemABSTRACTIn industrial manufacturing and other fields, due to the demand of work, many workers are compelled to expose in harmful circumstance like high temperature, corrosion, toxic gases harm and so on, that increased labor intensity, even imperial their lives. However, since the manipulator came out, many knotty problems are smoothly solved.The design requirements under the control of the subject to determine the handling robot control program, designed control system electrical schematic diagram, the control system hardware and software selection, complete the design of the user program in the PLC (programmable controller). Design used in the German company Siemens S7-200 series CPU 226. The series PLC with powerful, easy programming and low failure rate, and cost advantages. Robot switch signal input to the PLC, the CPU 226 to complete all the control functions, including: manual / automatic control switch, set the number of cycles, status indicator, manual complete control and other functions. the production line on the safe move out, so that the manufacturing process becomes more efficient.The graduation project, the design of PLC control system to establish the basic idea: to make their own application experience; can strengthen and deepen the most of the former continued the basic theory and professional knowledge, further training and training to analyze and solve problems the ability to further improve their design, drafting, inspection manuals, application software, as well as the actual ability to operate, and ultimately related jobs and job base in key skills and basic skills training.Key Words: Manipulator;PLC;CPU;Ladder-diagram目录1 绪论 (1)1.1 机械手的背景与现实意义 (1)1.2 国内外机械手研究概况 (1)1.3 机械手控制存在的问题及最新发展 (3)1.3.1利用单片机实现对机械手的控制 (3)1.3.2利用传统继电器实现对机械手的控制 (3)1.3.3 P LC实现对机械手的控制 (3)1.4 本文主要工作 (5)2 机械手控制系统工艺流程与总体方案设计 (6)2.1 机械手控制系统的流程设计 (6)2.2 机械手的工艺过程 (6)2.3 机械手总体控制方案的设计思路 (7)3 机械手硬件系统设计 (9)3.1电气原理设计 (9)3.1.1机械手电源电路设计 (9)3.1.2机械手控制电路 (9)3.1.3工作状态指示灯电路 (10)3.1.4 LED段码指示电路 (11)3.2 PLC的选型及参数 (11)3.3电器元器件的选型 (13)3.3.1接触器 (13)3.3.2行程开关 (13)3.3.3熔断器 (14)3.3.4低压断路器 (14)3.3.5控制按钮 (14)3.3.6直流减速电机 (14)4 机械手软件系统设计 (15)4.1设计任务和控制要求 (15)4.2高级指令说明 (15)4.2.1定时器指令 (15)4.2.2顺控继电器(SCR)指令 (17)4.2.3传送指令 (17)4.2.4计数器指令 (18)4.2.5标准转换指令 (20)4.2.6段码指令 (20)4.3 PLC的I/O接口功能设计与分配 (20)4.3.1 P CL的I/O接口功能设计 (20)4.3.2 I/O接线图 (23)4.4设计系统工作流程 (24)5 机械手控制系统调试 (25)5.1 西门子S7-200系列PLC编程软件 (25)5.2 程序说明 (26)5.3 故障及其解决方案 (31)6 总结 (33)参考文献 (34)谢辞 (35)附录程序清单 (36)1 绪论1.1 机械手的背景与现实意义机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。
机械臂控制系统设计
机械臂控制系统设计工业机械臂是近代自动控制领域中一项新的技术，发展由于积极的作用被人们重视，机械臂是机器人的重要组成部分，机械臂主标签：机械臂；控制；系统；设计一、设计选型分析1.关节结构的设计分析机械臂按照运动形式可以分为直角坐标型、圆柱坐标型、关节型、极坐标型，直角坐标型的臂部由三个相互正交的移动副组成，带动腕部分别沿着X、Y、Z 三个坐标轴的方向作直线移动，而且结构十分的简单，运动位置精确度很高，但是占得空间很大，工作范围很小，圆柱坐标型的臂部由一个转动副和两个移动副组成，占的空间很小，工作范围大，可以在狭窄空间内绕过各种障碍物，二极坐标型的臂部是由两个转动副和一个移动副组成，产生沿手臂轴X的直线移动，绕基座轴Y的转动和绕关节轴Z的摆动，手臂可作绕Z轴的俯仰运动，并且抓住地面的物体，采用关节型的基础上，局部结合三种进行设计。
对于臂部的设计应该满足承载能力足、刚度高、导向性能好、定位精度高、重量轻、转动惯量小、与腕部和机身的连接部位设计合理。
由于手臂是支承手腕的部件，设计时应该考虑抓取物体的重量或者是携带工具的重量，还有就是考虑运动时的动载荷及转动惯性，为了可以有效的防止臂部在运动的时候产生变形，手臂的截面形状应进行合理的选择，对于工字型截面的弯曲刚度会比圆截面大，空心管的弯曲刚度和扭转刚度比实心轴大，为了可以有效的防止手臂直线运动的时候，沿着运动轴线发生相对转动，应该设置导向装置，还可以采用一些缓冲措施，为了提高其运动的速度，可以减少臂部运动部分的重量，减少手臂对回转轴的转动惯量，还有就是臂部安装的形式和位置关系到其强度、刚度和承载能力，直接影响其外观。
2.驱动控制系统的设计分析对于驱动控制系统可以分为开环控制和闭环控制，为了可以实现实时控制和精确定位等要求，使用带有反馈的闭环控制系统，也叫做伺服系统，伺服系统可以分为液压伺服系统和电动伺服系统，所以应该考虑到机械臂的重量、体积、使用方便，应该使用精度高、信号处理灵活、结构紧凑、质量小的电动伺服系统，实现同步型交流伺服电机。
机械手控制系统设计ppt课件
松开按钮
夹紧按钮 上升线圈 下降线圈 输 出 设 备 左行线圈 右行线圈 松紧线圈
1
1 1 1 1 1 1
PLC I/O分配
（二）PLC选型 系统要求18个输入点、5个输出点，每项考虑20%的余量 ，应该可以满足本机在使用过程中增加新功能、进行扩展等要 求，故最终选择三菱FX2N-48MR作为PLC控制系统的基本单 元。
昆山 启航城 项目现场实景
四、发展前景
福建中海创集团有限公司
电气子系统
PLC逻辑控制方法
二、机械手控制原理
电气子系统
运动板卡控制方法
二、机械手控制原理
电气子系统
软件控制系统
点对点控制模式（测试） 数控编程模式 位置、速度、插补及电子尺模式 轨迹制图模式 模拟仿真模式 外围控制模式 网络链接模式
二、机械手控制原理
电气子系统
网络链接
机械手控制系统设计
目
录
1 2 3
机械手控制的简介 机械手控制原理 机械手案例
1 机械手控制的简介
1. 控制过程 2. 机械手的用途 3. 机械手的应用场 所 4. 机械手的依赖技术和衍生产品
一、机械手简介
搬运机构
分拣机构 上料机构 传送机构
上料检测机构
一、机械手简介
1. 机械手控制过程
原位 原位 下降 夹紧 上升
二、机械手控制原理
机械子系统
直线运动体的大致结构：
二、机械手控制原理
机械子系统
同步运动体的大致结构：
二、机械手控制原理
机械子系统
齿轮运动体的大致结构：
二、机械手控制原理
机械子系统
齿轮运动体的传动原理：
二、机械手控制原理
机械手的控制模板.pptx
KP
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K
KD
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2020-5-29
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Robotics控制
3.3 PID控制
3.3.2 实用的PID控制 （2）I-PD控制
u(t) K1 edt K p x KD x
2020-5-29
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Robotics控制
3.4 机械手的位置控制
3.4.1 手爪位置控制
md m
qd 0
(d dd )q kd (qd q)
2020-5-29
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Robotics控制
3.5 机械手的力控制
3.5.2 机械手的阻抗控制
手爪位置： 手爪速度：
手爪加速度：
r f (q)
r Jq, J f (q) (雅克比矩阵） qT
r Jq Jq
静力学关系式： 控制对象：
qm
vm
G(s) qm (s)
K1
K
vm (s) RMs 2 (RD K1Kb )s s(Ts 1)
K
K1
RD K1K b
RM T
RD K1K b
2020-5-29
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8
Robotics控制
3.2 传递函数和方框图
3.2.2 方框图
2020-5-29
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Robotics控制
则其PID控制为
t
u(t) kPe(t) kI 0 e( )d kDe(t)
k P {e
1 TI
t
0 e( )d TDe}
2020-5-29
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东南大学远程教育
机械臂的自动控制系统 课件
The observer design and analysis
To the automatic control system accurately, it is necessary to get the accurate values of all status system. However, with the increase of system complexity, rely on the state of sensors to measure information will increase the complexity of hardware, may even lead to system instability. And some state information be restricted conditions, through physical measurement. At this point, the state observer provides a new train of thought: if the analytical model of controlled object is known, can through the design of state observer, then based on the system of external variables (input and output variables) of the actual measured values, the estimate of state variables.
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机械臂的控制系统设计
机械臂的控制系统设计摘要：在工业生产过程中，机械臂通常也被叫做工业机器人，是能够帮助很多工厂实现现代化道路的重要设备之一。
为了工业的发展跟祖国的繁荣富强，对工业机器人的研究和投入使用具有很高的价值和现实意义。
关键词：机械臂;控制;设计；1 机械臂的功能分析机械臂的功能就是代替正常人完成一些动作，进行零部件安装，以及检测工人在安装零部件的时候是否安装不全，如果零件安装不全，这时候系统就需要发出警报，然后工人就会去安装缺失的那部分零件。
在工人工作的时候，同时也要保证机械臂的正常运行，在设计机械臂的大致过程中，要保证机械臂具备以下的功能：（1）正常旋转功能。
即在机械臂检测零件的过程中，必须保证机械臂是可以旋转的，这样才可以将照相机移到相应的零件位置，从而进行检测该位置是否安装了零件，并完成拍摄工作，这样就可以很清楚的知道。
工作速度分两个，一个速度是机械臂在自动运行时候用的，而另一个速度是用来示教时候用的。
（2）示教功能。
当工人拿着触摸屏的时候，按一次按钮就可以控制机械臂运动一次，从而完成三个点的检测。
（3）再现功能。
工人只要按一下触摸屏上面的自动运行按钮，机械臂就会一次性完成三个点的零件检测工作，并进行拍照。
（4）检测功能。
当机械臂运动到相应零件位置的时候，这时候就可以进行检测了，与此同时安装在机械臂前段的照相机就得负责拍照并送回照片信息。
（5）报警功能。
当系统检测到零件安装位置未装有零件，这时候系统就应该发出警报信息。
如果安装了零件，则不发出警报，并继续下一个零件位置的检测。
2 机械臂的总体方案的确定2.1 机械系统方案的确定在设计机械臂的时候，采用的是步进驱动器跟步进电机，4自由度机械臂也就是需要4个步进电机跟4个步进驱动器。
4个自由度分为3个旋转自由度跟1个移动自由度。
2.2 电气控制系统的设计用可编程控制输出脉冲从而控制4个步进电机的运动，触摸屏与可编程控制器相连接，通过触摸屏来实现机械臂的运动控制。
基于PLC的机械臂控制系统设计
基于PLC的机械臂控制系统设计简介本文档旨在介绍基于PLC（可编程逻辑控制器）的机械臂控制系统设计。
机械臂控制系统是一种自动化系统，用于控制机械臂的运动和操作。
系统设计1. 系统架构机械臂控制系统由以下几个主要模块组成：- PLC控制器：用于执行各种控制逻辑和算法。
- 电机驱动器：通过驱动机械臂的电机实现运动控制。
- 传感器：用于感知和获取机械臂当前的位置和状态信息。
- 人机界面（HMI）：提供用户与系统交互的界面，用于监控和控制机械臂。
2. 系统功能机械臂控制系统的主要功能包括但不限于：- 运动控制：通过控制电机实现机械臂的准确运动和定位。
- 位置检测：利用传感器获取机械臂当前的位置信息。
- 动作规划：根据用户输入或预设规则，规划机械臂的动作序列。
- 任务执行：根据规划好的动作序列，控制机械臂执行特定任务。
- 故障诊断和报警：监测系统状态，检测故障并及时报警。
3. 系统优势基于PLC的机械臂控制系统设计具有以下优势：- 稳定可靠：PLC控制器具有高度可靠性和稳定性，适用于工业环境。
- 可编程性：PLC支持各种编程语言，可以根据实际需求进行自定义编程。
- 灵活性：可以根据不同的应用需求进行系统配置和定制化开发。
- 扩展性：系统可支持并行控制多个机械臂，以实现更复杂的任务。
- 易于维护：模块化设计和标准化接口使系统维护更加简单和方便。
总结基于PLC的机械臂控制系统设计是一种稳定可靠、灵活可编程的自动化系统。
通过合理的系统架构和功能设计，可以实现机械臂的高效、准确的运动控制和任务执行。
该系统设计具有广泛的应用前景，在工业自动化领域有着重要的地位和作用。
以上为本文档的概要内容，请参考详细内容进行具体系统设计。
基于PLC简单机械手控制系统设计PPT课件
2020/3/25
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• 电气驱动：由特殊结构的感应电动机、直线电机或功率步进 电机直接驱动执行机构运动，因为不需要中间的转换机构， 故机械结构简单。
• 机械传动：它的主要特点是运动准确可靠、动作频率高，但 结构较大，动作程序不可变。
• 机械手在工业中的使用实例如下图所示：
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选型
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1.07
放松指示灯
10
• PLC外部接线图简图如下所示：
+
220v
L1 L2
+ In Out -
com
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L1
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00
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CPM1A-40CDR-A
02
02
03
03
04
04
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08
L8
09
10
11 12 13
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通讯
• CPM1A-40CDR-A自带的编程电缆为FS-CIF02，由于它 的另一端是COM口，所以用一个USB2.0转RS232通用串 口线与PC机通讯。
基于PLC简单机械手控制系统设计
2020/3/25
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论文的框架：
PLC控制机械手运动系统
背景意义
机械手的基本机构
PLC选型
软件系统设计
调试仿真
总结
2020/3/25
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背景意义
• 随着工业自动化程度的不断发展，越来越多的工作由机 械手去完成。极大的提高了生产的安全性和生产的效率。
• PLC在工业上的应用已经很成熟，有着操作简单、可靠性 高、通用灵活、使用寿命长等一系列的优点。 使用PLC控制的的机械手灵活、安全可靠，成为机械手的 一个发展趋势。
机械臂控制系统的设计与实现
机械臂控制系统的设计与实现机械臂是一种能够适应各种情况的机电装置，由于其优异的灵活性、高效性和精准性，被广泛应用于工业生产和物流行业中。
而机械臂的自主控制成为了实现自动化生产流程的重要手段之一。
本文将从机械臂控制系统的设计和实现两个方面展开探讨。
机械臂控制系统的设计机械臂控制系统是由硬件和软件两个部分组成。
硬件部分主要包括机械臂的驱动器、传感器和控制器。
机械臂的驱动器包括电机、减速器和传动装置，控制器则是负责控制机械臂运动的主控板。
传感器则用于获取机械臂的位置和运动状态信息，从而实现精准控制。
而软件部分则是由控制程序和驱动程序组成，控制程序通常采用C或C++等高级语言进行编写，而驱动程序则是将控制程序的指令翻译为机械臂能够识别的语言。
机械臂控制系统的设计需要先明确所需实现的功能。
不同的应用场景会有不同的需求，例如螺丝拧紧机械臂需要具备拧紧力度的控制能力，而用于物流搬运的机械臂需要具备精准的目标定位和位置控制能力。
因此在设计时需要对机械臂和其控制系统的功能需求进行明确和分析，从而确定所需硬件和软件组件。
其次，需要针对不同的需求选择合适的硬件和软件组件。
硬件部分需要根据机械臂的参数确定驱动器类型和传感器类型，并选择适合的控制器。
软件部分则需要根据机械臂参数和控制系统的功能需求，选择合适的编程语言和相应的编程工具。
例如，在编写控制程序时可以采用ROS（机器人操作系统）等现有的机器人操作平台，自主开发控制程序也是一种选择。
最后，机械臂控制系统的设计需要进行系统集成和优化。
在系统集成时需要考虑机械臂控制系统与其他相关设备的联动，例如与传送带、分拣机器人等设备的协调与交互。
在系统优化方面则需要针对具体应用场景不断调整和优化控制算法，以提升机械臂的精度和速度。
机械臂控制系统的实现实现机械臂控制系统需要进行软件编程和硬件调试两个过程。
在编写控制程序时需要先了解机械臂的控制方式和硬件结构，然后根据机械臂的运动学模型和控制算法进行控制程序的开发。