智能機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　智能機(jī)械臂</b></p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　本文主要介紹了用北極星套裝搭建的智能機(jī)械手，該機(jī)械手可完成的任務(wù)有：自動(dòng)尋查物品框，自動(dòng)夾取物品，自動(dòng)搬運(yùn)物品。機(jī)械手運(yùn)作原來是通過紅外感應(yīng)器掃描物品框，判斷物品框內(nèi)是否有物體，然后用機(jī)械手夾取物品，再放入對(duì)應(yīng)的框內(nèi)。</p&

2、gt;<p>　　關(guān)鍵詞：智能 舵機(jī) 機(jī)械臂 北極星</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper mainly introduces the pole star with setting up the intelligent robots suit, the system can accomplish

3、the task: automatic sought items box, automatic clip items, automatic handling items. Manipulator operation it is through the infrared sensors scan items box, judge whether the object in the box items, then use the manip

4、ulator clip items, then put in the corresponding in the box</p><p>　　Keywords: intelligent ,steering, gear mechanical arm, north star</p><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b&g

5、t;　　摘　　要1</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 機(jī)械手的發(fā)展歷史1</p><p>　　1.2 機(jī)器人的研究領(lǐng)域和應(yīng)用2</p><p>　　1.2.1 機(jī)器人的研究領(lǐng)域2</p><p>　　第2章 開發(fā)系統(tǒng)4&

6、lt;/p><p>　　2.1 CDS5500機(jī)器人舵機(jī)介紹4</p><p>　　2.1.1 舵機(jī)實(shí)物圖和尺寸：5</p><p>　　2.2 MultiFLEX2控制器簡(jiǎn)介6</p><p>　　2.2.1 控制器配置7</p><p>　　2.3 機(jī)械臂的眼睛—紅外傳感器8</p><p

7、>　　2.3.1 紅外距離傳感器的工作原理9</p><p>　　第3章 智能機(jī)械臂的組裝10</p><p>　　3.1 搭建六個(gè)物品框10</p><p>　　3.1.1 物品框分步：10</p><p>　　3.2 機(jī)械臂的安裝12</p><p>　　3.2.1 機(jī)械手的安裝12</p&

8、gt;<p>　　3.2.2 將控制器固定在支撐板上14</p><p>　　3.2.3 將紅外測(cè)距傳感器安裝到機(jī)械手上14</p><p>　　3.2.4 將機(jī)械手也安裝到支撐板上15</p><p>　　第4章 智能機(jī)械臂軟件設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.1 舵機(jī)的測(cè)試以及參數(shù)設(shè)置16</p>&

9、lt;p>　　4.2 程序流程圖17</p><p>　　4.2.1 用northstar軟件進(jìn)行編程19</p><p><b>　　結(jié)　　論22</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)23</p><p><b>　　致　　謝24</b></p><p&g

10、t;<b>　　緒論</b></p><p><b>　　機(jī)械手的發(fā)展歷史</b></p><p>　　機(jī)械手是在早期就有的古機(jī)器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，我國(guó)古代的機(jī)關(guān)人制造者是最早研究有關(guān)機(jī)械手、關(guān)節(jié)活動(dòng)等問題的.現(xiàn)代機(jī)械手的研究始于20世紀(jì)中期，隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，特別是1946年第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)問世，計(jì)算機(jī)取得了驚人的進(jìn)步，向高速

11、度、大容量、低價(jià)格的方向發(fā)展。同時(shí)，大批量生產(chǎn)的迫切需求推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)展，又為機(jī)器人的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。另一方面，核能技術(shù)的研究要求某些操作機(jī)械代替人處理放射性物質(zhì)。在這一需求背景下，美國(guó)于1947年開發(fā)了遙控機(jī)械手，1948年又開發(fā)了機(jī)械式的主從機(jī)械手。</p><p>　　機(jī)械手配件最先從美國(guó)開始研制。1954年美國(guó)戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了專利。該專利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)

12、，利用人手對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人?，F(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手鉚接機(jī)器人。作為機(jī)器人產(chǎn)品最早的實(shí)用機(jī)型（示教再現(xiàn)）是1962年美國(guó)AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。這些工業(yè)機(jī)器人主要由類似人的手和臂組成它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身

13、安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。</p><p>　　機(jī)械手配件主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。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(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械

14、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(gè)自由度。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。自由 度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有2～3個(gè)自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來完成特定動(dòng)作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制?？刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。</p><p>　　機(jī)械手的種類

15、，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手。在不同領(lǐng)域中使用的機(jī)械手也不盡相同,如注塑機(jī)機(jī)械手配件就有:吸盤系列、抱具系列、夾具系列等等不同的種類</p><p>　　機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨(dú)立的控制裝置。有些操作

16、裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動(dòng)條件。</p><p>　　機(jī)器人的研究領(lǐng)域和應(yīng)用</p><p>　　機(jī)器人是未來發(fā)展空間最大的研究項(xiàng)目之一。目前機(jī)器人技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于汽車、機(jī)械加工、電子及塑料制品等工業(yè)領(lǐng)域，隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也隨之不斷擴(kuò)大。&l

17、t;/p><p><b>　　機(jī)器人的研究領(lǐng)域</b></p><p>　　機(jī)器人技術(shù)是集機(jī)械工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制工程、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等學(xué)科為一體的綜合技術(shù)，它是多學(xué)科科技革命的必然結(jié)果，每一臺(tái)機(jī)器人，都是一個(gè)知識(shí)密集和技術(shù)密集的高科技機(jī)電一體化產(chǎn)品。</p><p><b>　　傳感器技術(shù)</b>

18、</p><p><b>　　人工智能計(jì)算機(jī)科學(xué)</b></p><p><b>　　假肢技術(shù)</b></p><p><b>　　工業(yè)機(jī)器人技術(shù)</b></p><p><b>　　移動(dòng)機(jī)械技術(shù)</b></p><p><b

19、>　　生物功能</b></p><p><b>　　機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用</b></p><p>　　目前機(jī)器人技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于汽車、機(jī)械加工、電子及塑料制品等工業(yè)領(lǐng)域，隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也隨之不斷擴(kuò)大?，F(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)開始擴(kuò)大到軍事、核能、采礦、冶金、石油、化學(xué)、航空、航天、船舶、建筑、紡織、制衣、醫(yī)藥、生化、食品、服務(wù)、娛

20、樂、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)等領(lǐng)域。</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)中，弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、裝配機(jī)器人、噴涂機(jī)器人及搬運(yùn)機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已經(jīng)被大量采用。由于機(jī)器人對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和作業(yè)要求具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，用來完成不同生產(chǎn)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人的種類愈來愈多，工業(yè)將實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化。機(jī)器人將成為人類社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的“主勞力”，人類將從繁重的、重復(fù)單調(diào)的、有害健康和危險(xiǎn)的生產(chǎn)勞動(dòng)中解放出來?！?】</p>

21、<p>　　機(jī)器人將成為人類探索與開發(fā)宇宙、海洋和地下未知世界的有力工具。各種艙內(nèi)作業(yè)機(jī)器人、艙外作業(yè)機(jī)器人、空間自由飛行機(jī)器人、登錄星球的探索車和作業(yè)車等將被送上天空，去開發(fā)與利用空間、去發(fā)現(xiàn)與利用外界星球的無知資源。水下機(jī)器人將用于海底探索與開發(fā)、海洋資源開發(fā)與利用、水下作業(yè)與救生。</p><p><b>　　開發(fā)系統(tǒng)</b></p><p>　　CD

22、S5500機(jī)器人舵機(jī)介紹</p><p>　　proMOTION CDS 系列機(jī)器人伺服電機(jī)（機(jī)器人舵機(jī)）屬于一種集電機(jī)、伺服驅(qū) 動(dòng)、總線式通訊接口為一體的集成伺服單元，非常適合替代 RC 舵機(jī)，作為微型機(jī)器人的關(guān)節(jié)、輪子、履帶驅(qū)動(dòng)，也可用于其他簡(jiǎn)單位置控制場(chǎng)合。主要特點(diǎn)如下 ： </p><p>　　大扭矩：16Kgf cm </p><p>　　高轉(zhuǎn)速：

23、最高 0.16s/60°輸出轉(zhuǎn)速</p><p>　　DC 6.8V ~14V 供電 </p><p>　　0.32°位置分辨率</p><p>　　雙端輸出軸，適合安裝在機(jī)器人關(guān)節(jié) </p><p>　　高精度全金屬齒輪組，雙滾珠軸承 </p><p>　　連接處 O 型環(huán)密封，防塵防濺水<

24、/p><p>　　位置伺服控制模式下 轉(zhuǎn)動(dòng)范圍 0-300°? </p><p>　　在速度控制模式下可連續(xù)旋轉(zhuǎn)，調(diào)速</p><p>　　總線連接，理論可串聯(lián) 254 個(gè)單元</p><p>　　高達(dá) 1M 通訊波特率</p><p>　　0.25KHz 的伺服更新率 </p><p&g

25、t;　　具備位置、溫度、電壓、速度反饋 </p><p><b>　　通訊協(xié)議兼容</b></p><p>　　CDS5516 機(jī)器人舵機(jī)采用先進(jìn)的伺服控制技術(shù)和高速微處理器，響應(yīng)速度快、到位準(zhǔn)確無抖動(dòng)。相比傳統(tǒng) RC 舵機(jī) 50Hz 的控制頻率，CDS 系列機(jī)器人舵機(jī)通過高達(dá)250Hz 的控制頻率，確保位置控制的準(zhǔn)確和保持力矩的穩(wěn)定性。CDS5516 機(jī)器人舵機(jī)

26、采用周轉(zhuǎn)型高精度電位器測(cè)量位置 ，舵機(jī)輸出軸可連續(xù)整周旋轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)扭矩輸出高達(dá) 16kgf.cm。CDS5516 具備總線接口，理論 多至254 個(gè)機(jī)器人舵機(jī)可以通過總線組成鏈型 ，通過異步串行接口統(tǒng)一控制。每個(gè)舵機(jī)可以設(shè)定丌同的節(jié)點(diǎn)地址，多個(gè)舵機(jī)可以統(tǒng)一運(yùn)動(dòng)也可以單個(gè)獨(dú)立控制。CDS5516 的通訊指令集完全開放 ，舵機(jī)通過異步串行接口不用戶的上位機(jī)通訊 ，用戶可對(duì)其參數(shù)設(shè)置、功能控制。通 過 異 步 串 行 接 口 収 送 指 令

27、，CDS5516 可以設(shè)置為電機(jī)模式或位置控制模式。在電機(jī)模式下，CDS5516 可以作為直流減速電機(jī)使用 ，速度可調(diào)；在位置控制模式下，CDS5516 擁有 0-300°的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，在此范圍內(nèi)具備精確位置控制性能，速度可調(diào)。CDS5516 機(jī)器人舵機(jī)的外形和安裝方式兼容傳統(tǒng)舵機(jī)。</p><p>　　舵機(jī)實(shí)物圖和尺寸,如圖2.1.1所示：</p><p>　　圖2.1.1舵

28、機(jī)實(shí)物圖和尺寸</p><p>　　MultiFLEX2控制器簡(jiǎn)介</p><p>　　MultiFLEX(TM)2-PXA270 控制器的處理器是Marvell Xscale PXA270 ，Xscale PXA270處理器可工作在520MHz 的主頻下，使得MultiFLEX(TM)2-PXA270 控制器除了能夠處理常規(guī)的IO、AD 和總線數(shù)據(jù)之外，還能夠進(jìn)行語音識(shí)別、視頻捕獲和處

29、理，讓機(jī)器人看得見影像、聽得到聲音成為了可能。。MultiFLEX(TM)2-PXA270 控制器運(yùn)行的是Linux 操作系統(tǒng)，Linux 以其內(nèi)核精煉、高效、源代碼開放且免費(fèi)等優(yōu)勢(shì)，在嵌入式領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　MultiFLEX 2-PXA270 控制器集成開關(guān)量傳感器、模擬量傳感器、R\C 舵機(jī)、機(jī)器人總線舵機(jī)控制接口，具有 RS422 總線接口和 USB 接口、以太網(wǎng)接口 ，具有豐富

30、的擴(kuò)展能力 ，具體特點(diǎn)如下：</p><p>　　l 高運(yùn)算能力、低 耗、體積小。</p><p>　　520MHz、32 位的高性能嵌入式處理器和 Linux 操作系統(tǒng) ，運(yùn)算處理能力強(qiáng)大，而功耗不到 2W ；體積小巧。</p><p><b>　　2 控制接口豐富。</b></p><p>　　可以控制 R\C

31、舵機(jī)、機(jī)器人總線舵機(jī)，直流電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器等。</p><p><b>　　3 數(shù)據(jù)接口豐富。</b></p><p>　　12路雙向IO 接口，8 路 10 位精度的 AD 接口 ；RS-422 總線、以太網(wǎng)接口、USB接口。</p><p><b>　　4 多種開發(fā)環(huán)境。</b></p><

32、;p>　　配套 NorthSTAR圖形化集成開發(fā)環(huán)境 ，純代碼開發(fā)環(huán)境；</p><p><b>　　5 接口開放徹底。</b></p><p>　　MultiFLEX2-AVR 開放所有底層函數(shù)接口 ，用戶就可以直接調(diào)用這些函數(shù)編寫程序。</p><p><b>　　控制器配置</b></p><

33、;p>　　MultiFLEX?2-AVR 控制器配置如下：</p><p>　　l 主處理器：ATmega128@16MHz，協(xié)處理器：ATmega8@16MHz；</p><p>　　l 6個(gè)機(jī)器人舵機(jī)接口，完全兼容Robotis Dynamixel AX12+；</p><p>　　l 8個(gè)R/C舵機(jī)接口；</p><p>　　l

34、12個(gè)TTL 電平的雙向I/O口，GND/VCC/SIG三線制；</p><p>　　l 8個(gè)AD轉(zhuǎn)換器接口（0—5V）；</p><p>　　l 2個(gè)RS-422總線接口(可掛接1-127 個(gè)422設(shè)備)；</p><p>　　l 1個(gè)無源蜂鳴器；</p><p>　　l 通過RS-232與上位機(jī)通訊，可選無線通訊模組；</p>

35、<p>　　l 使用USB 接口的AVR-ISP 下載調(diào)試器。</p><p>　　2.2.2第二代控制器</p><p>　　耳機(jī)接口使用比較方便，但是長(zhǎng)期使用偶爾會(huì)出現(xiàn)接觸不良的情況，用戶自己做線也比較困難，第二代控制器對(duì)這兩個(gè)問題進(jìn)行了修改。接口形式如下圖：</p><p>　　圖2.221第二代控制器</p><p>　

36、　機(jī)械臂的眼睛—紅外傳感器</p><p>　　紅外接近傳感器利用紅外信號(hào)遇到障礙物距離的不同反射的強(qiáng)度也不同的原理，進(jìn)行障礙物遠(yuǎn)近的檢測(cè)。紅外接近傳感器具有一對(duì)紅外信號(hào)發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射特定頻率的紅外信號(hào)，接收管接收這種頻率的紅外信號(hào)，當(dāng)紅外的檢測(cè)方向遇到障礙物時(shí)，紅外信號(hào)反射回來被接收管接收，經(jīng)過處理之后，通過數(shù)字傳感器接口返回到機(jī)器人主機(jī)，機(jī)器人即可利用紅外的返回信號(hào)來識(shí)別周圍環(huán)境的變化。圖2.3

37、為紅外接近傳感器原理示意圖</p><p><b>　　圖</b></p><p>　　圖2.3紅外接近傳感器原理示意圖</p><p>　　當(dāng)某一障礙物距離紅外接近傳感器達(dá)到一定值（這個(gè)值可調(diào)，比如10cm），紅外傳感器out和GND導(dǎo)通，也就是out輸出為0V的電平。</p><p>　　根據(jù)上面所述原理，我們可以利

38、用紅外接近傳感器來“發(fā)現(xiàn)障礙物”。當(dāng)機(jī)器人前方的障礙物距離紅外接近傳感器小于10cm時(shí)，紅外傳感器的輸出值就變成0。我們寫程序不斷查詢這個(gè)接紅外接近傳感器的IO口的狀態(tài)就能夠知道機(jī)器人距離障礙物的距離狀態(tài)。</p><p>　　紅外距離傳感器的工作原理</p><p>　　紅外距離傳感器的工作原理：</p><p>　　利用的是紅外線傳播時(shí)的不擴(kuò)散原理 ，因?yàn)榧t外線

39、在穿越其它物質(zhì)時(shí)折射率很小 ，所以長(zhǎng)距離的測(cè)距儀都會(huì)考慮紅外線 ，而紅外線的傳播是需要時(shí)間的 。當(dāng)紅外線從測(cè)距儀發(fā)出碰到反射物被反射回來被接受到 ，再根據(jù)紅外線從發(fā)出到被接受到的時(shí)間及紅外線的傳播速度就可以算出距離</p><p>　　紅外線的工作原理：利用高頻調(diào)制的紅外線在待測(cè)距離上往返產(chǎn)生的相位移推算出光束度越時(shí)間△t，從而根據(jù)D＝C△t/2得到距離D。</p><p>　　在一定范圍

40、內(nèi)，如果沒有障礙物，發(fā)射出去的紅外線，因?yàn)閭鞑ゾ嚯x越遠(yuǎn)而逐漸減弱，最后消失。而如果有障礙物，紅外線遇到障礙物，被反射到達(dá)傳感器接收頭。傳感器檢測(cè)到這一信號(hào)就可以確認(rèn)正前方有障礙物，并送給單片機(jī)，單片機(jī)通過輸入內(nèi)部的算法，協(xié)調(diào)小車四輪工作，從而完成躲避障礙物動(dòng)作。</p><p><b>　　智能機(jī)械臂的組裝</b></p><p>　　機(jī)械臂組成包括：機(jī)械臂，機(jī)械手，

41、底座，還有紅外傳感器。機(jī)械臂控制機(jī)械手的方向，機(jī)械手用來抓取物體，紅外傳感器用來檢測(cè)物體所在處。</p><p><b>　　搭建六個(gè)物品框</b></p><p>　　六個(gè)物品框是相當(dāng)于6個(gè)被選擇的地點(diǎn)如圖3.11</p><p>　　圖3.11六個(gè)物品框</p><p><b>　　物品框分步：</b

42、></p><p><b>　　1:搭建6個(gè)物品框</b></p><p>　　圖3.112所需零部件 圖3.113建好后的物品框</p><p>　　L1-1 J1 LX2 LM2 </p><p><b>　　螺釘一套</b></p><

43、;p>　　2：將搭建好的物品框3個(gè)一組安裝在支撐板上如圖3.12，安兩組</p><p>　　圖3.12安裝好物品框的支撐板</p><p>　　3:搭建機(jī)械手可控制卡的支撐板如圖3.13</p><p>　　圖3.13搭建機(jī)械手可控制卡的支撐板</p><p>　　搭建這個(gè)支撐板需要的結(jié)構(gòu)件有：主支撐板DB 1個(gè)，LX4 6個(gè)，L

44、M4 1個(gè)，U3H 1個(gè)，LM1 2個(gè)。圖中上面的結(jié)構(gòu)為控制卡的安裝位，兩側(cè)的為前面安裝好的支撐板的安裝位，中間的為機(jī)械手的安裝位。</p><p>　　4：將3個(gè)支撐板拼裝在一起，組成整體的底座，注意連接是錯(cuò)開一個(gè)孔位的，如圖3.14所示</p><p><b>　　圖3.14底座整體</b></p><p>　　機(jī)械臂的安裝，這里得注

45、意要從機(jī)械手開始組裝。如圖3.2</p><p>　　圖3.2安裝好的機(jī)械臂</p><p><b>　　機(jī)械手的安裝</b></p><p>　　機(jī)械手連接所需要部件，用來抓取物體。如圖3.21（1）</p><p>　　圖3.21（1）機(jī)械手連接所需要部件</p><p>　　連接好的機(jī)械手：

46、如圖3.2.1（2）</p><p>　　圖3.21.（2）連接好的機(jī)械手</p><p>　　連接好的機(jī)械臂如圖3.2.1.1</p><p>　　圖3.21.1連接好的機(jī)械</p><p>　　將控制器固定在支撐板上如圖3.22</p><p>　　圖3.22控制器固定在支撐板上</p><p&

47、gt;　　將紅外測(cè)距傳感器安裝到機(jī)械手上如圖3.2.3</p><p>　　圖3.23紅外測(cè)距傳感器安裝到機(jī)械手上</p><p>　　將機(jī)械手也安裝到支撐板上 如圖3.2.4</p><p>　　圖3.2.4將機(jī)械手也安裝到支撐板上</p><p><b>　　智能機(jī)械臂軟件設(shè)計(jì)</b></p><

48、p>　　軟件設(shè)計(jì)是用來控制機(jī)械臂的運(yùn)作的，沒有軟件，機(jī)械臂就無法運(yùn)動(dòng)了。該設(shè)計(jì)可以讓機(jī)械臂自動(dòng)尋找物體所在位置，并可自動(dòng)夾物體，將物體放到指定位置。</p><p>　　舵機(jī)的測(cè)試以及參數(shù)設(shè)置</p><p>　　舵機(jī)出廠時(shí)有一套默認(rèn)參數(shù)，ID默認(rèn)為1，使用之前，一般只需要改變舵機(jī)的ID即可。具體操作步驟如下：</p><p>　?。?）連接調(diào)試器，舵機(jī)和直流

49、電源；</p><p>　?。?）啟動(dòng)RobotServoTemrminal軟件；</p><p>　?。?）在Com輸入框輸入調(diào)試器所對(duì)應(yīng)的端口號(hào)，Baud選擇1000000（默認(rèn)值），點(diǎn)擊“Open”按鈕打開串口；打開成功后，右側(cè)的綠燈會(huì)變成紅色；如圖4.1所示</p><p>　　圖4.1舵機(jī)的測(cè)試以及參數(shù)設(shè)置</p><p>　　根據(jù)

50、需要選擇查詢模式。只連接了一個(gè)舵機(jī)，所以選擇“Single Baund”</p><p>　　設(shè)置好模式后，點(diǎn)擊“Search”開始搜索，右側(cè)會(huì)出現(xiàn)搜索信息；如果連接正確，相應(yīng)的舵機(jī)ID和波特率會(huì)出現(xiàn)在列表框。如圖4.15所示</p><p>　　圖4.15相應(yīng)的舵機(jī)ID和波特率</p><p>　　按照此方法修改 其他舵機(jī)的ID。</p><p

51、><b>　　程序流程圖</b></p><p><b>　　是</b></p><p>　　用northstar軟件進(jìn)行編程，程序如圖4.2.1所示</p><p>　　圖4.2.1northstar軟件進(jìn)行編程</p><p>　　northstar程序代碼</p><

52、;p>　　#include "Apps/SystemTask.h"</p><p>　　uint8 SERVO_MAPPING[6] = {1,2,3,4,5,6};</p><p>　　int main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　MFI

53、nit();</b></p><p>　　MFInitServoMapping(&SERVO_MAPPING[0],6);</p><p>　　MFSetPortDirect(0x00000FC0);</p><p>　　MFSetServoMode(1,0);</p><p>　　MFSetServoMode(2,0);

54、</p><p>　　MFSetServoMode(3,0);</p><p>　　MFSetServoMode(4,0);</p><p>　　MFSetServoMode(5,0);</p><p>　　MFSetServoMode(6,0);</p><p><b>　　//初始狀態(tài)</b>

55、</p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSet

56、ServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//左轉(zhuǎn)60</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p

57、>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,51

58、2);</p><p>　　MFServoAction();</p><p>　　MFGetAD(-1);</p><p>　　if ((有物體)&&(沒物體))</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　//左轉(zhuǎn)30</b><

59、/p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServ

60、oPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else </b></p><p><b&

61、gt;　　{</b></p><p><b>　　//機(jī)械臂放下</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p>

62、<p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//夾起物體</b>

63、</p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSet

64、ServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//機(jī)械臂升起</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><

65、p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,5

66、12);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//右轉(zhuǎn)120</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServ

67、oPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p>

68、<b>　　//機(jī)械臂放下</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);

69、</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p>　　//機(jī)械爪松開，放下物體</p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);&l

70、t;/p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetSe

71、rvoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//左轉(zhuǎn)150</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p&

72、gt;　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p&

73、gt;<p><b>　　}</b></p><p>　　MFGetAD(-1);</p><p><b>　　if ()</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　//左轉(zhuǎn)30</b></p>

74、<p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,

75、512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{&

76、lt;/b></p><p><b>　　//機(jī)械臂放下</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p&

77、gt;　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//夾起物體</b></p&

78、gt;<p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPo

79、s(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//機(jī)械臂升起</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　

80、MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);<

81、;/p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//右轉(zhuǎn)180</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,

82、512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b&g

83、t;　　//機(jī)械臂放下</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p&

84、gt;<p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p>　　//機(jī)械爪松開，放下物體</p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p>

85、;<p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(

86、6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//左轉(zhuǎn)210</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MF

87、SetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p>&l

88、t;p><b>　　}</b></p><p>　　MFGetAD(-1);</p><p><b>　　if ()</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　//初始狀態(tài)</b></p><p&

89、gt;　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512

90、);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{</b&g

91、t;</p><p><b>　　//機(jī)械臂放下</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MF

92、SetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//夾起物體</b></p>&l

93、t;p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512

94、,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//機(jī)械臂升起</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetSe

95、rvoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p>

96、<p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//右轉(zhuǎn)240</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512

97、);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//機(jī)

98、械臂放下</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p>&l

99、t;p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p>　　//機(jī)械爪松開，放下物體</p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><

100、p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,5

101、12);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　//初始狀態(tài)</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServo

102、Pos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p>&

103、lt;b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　結(jié)　　論</b></p><p>　　本文主要對(duì)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究和設(shè)計(jì)，在機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和 強(qiáng)度都符合要求的情況下，功能上也能達(dá)到當(dāng)初設(shè)計(jì)的目的，能夠分別實(shí)現(xiàn)，向 左轉(zhuǎn)，向右轉(zhuǎn)，手臂升降，手爪升降，手

104、爪的抓放物體等功能。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　張策，機(jī)械動(dòng)力學(xué)，高等教育出版社，2000.4</p><p>　　陸祥生,楊秀蓮編.機(jī)械手——理論及應(yīng)用. 北京：中國(guó)鐵道出版社,1985</p><p>　　馮辛安主編.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.&l

105、t;/p><p>　　王承義編.機(jī)械手及其應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1981.</p><p>　　煤炭工業(yè)部,煤炭科學(xué)研究院上海研究所編.液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè).上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1983.</p><p>　　張志祥. 間斷動(dòng)力系統(tǒng)的隨機(jī)擾動(dòng)及其在守恒律方程中的應(yīng)用[D]. 北京:北京大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院,1998:50-55.</p><p>

106、;　　嚴(yán)學(xué)高,孟正大編.機(jī)器人原理.南京：東南大學(xué)出版社,1992.</p><p>　　陳國(guó)聯(lián) 王建華 夏建生. 電子技術(shù). 西安交通大學(xué)出版社，2002.</p><p>　　羅建軍 朱丹軍 顧剛 劉路放. 大學(xué)C++程序設(shè)計(jì)教程. 北京：高等教育出版社，2004.</p><p>　　索羅門采夫. 工業(yè)機(jī)器人圖冊(cè). 北京 機(jī)械工業(yè)出版社，1993

107、.</p><p>　　郭洪紅 賀繼林 田宏宇 席巍. 工業(yè)機(jī)器人技術(shù). 西安電子科技大學(xué)出版社，2006.</p><p>　　Craig, John J. Introduction to robotics. 北京 機(jī)械工業(yè)出版社，2006.</p><p><b>　　致　　謝</b></p><p>　　

108、為期一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，回顧整個(gè)過程，我深有感受。老師和一些技術(shù)人員認(rèn)真地給我們講解了其工作原理，分析了各部件的功能特性和構(gòu)造，避免了我在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中的盲目性。在設(shè)計(jì)過程中，我翻閱了大量的相關(guān)資料，同時(shí)將大一至大三上學(xué)期所學(xué)的相關(guān)專業(yè)課本認(rèn)真的溫習(xí)了一邊，增加了很多理論知識(shí)。以前我對(duì)汽車的工作原理、工廠的工作環(huán)境和汽車的構(gòu)造，沒什么認(rèn)識(shí)，但通過這次設(shè)計(jì)，我了解了，也感受到了?？傊?，這次設(shè)計(jì)，使我將三年中所學(xué)到的基礎(chǔ)知識(shí)得到了一

109、次綜合應(yīng)用，使學(xué)過的知識(shí)結(jié)構(gòu)得到科學(xué)組合，同時(shí)也從理論到實(shí)踐發(fā)生了一次質(zhì)的飛躍，可以說這次設(shè)計(jì)是理論知識(shí)與實(shí)踐運(yùn)用之間互相過渡的橋梁。</p><p>　　知識(shí)的鞏固固然重要，但能力的培養(yǎng)同樣不可忽略。我覺得這次設(shè)計(jì)的完成,不僅鍛煉了我搞設(shè)計(jì)的工作能力，培養(yǎng)了我獨(dú)立思考的能力，解決困難的方法，并且也培養(yǎng)了我獨(dú)立﹑創(chuàng)新﹑力求先進(jìn)的思想。同時(shí)我認(rèn)識(shí)到：無論做什么事，只要你深入的去做，難事不難，但如果你不去用心的做，易

110、事不易。機(jī)不可失，我在這次的設(shè)計(jì)中傾注了大量的心血，盡一切力量爭(zhēng)取將設(shè)計(jì)做到在最好。我認(rèn)為我在這段時(shí)間內(nèi)所有的收獲，對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作會(huì)是一筆難得的財(cái)富。</p><p>　　xx老師總是耐心地給我講解有關(guān)方面的知識(shí)，及時(shí)了解我設(shè)計(jì)中遇到的難題，使我得以在短時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)工作，同時(shí)教導(dǎo)我們不管是在以后的工作還是學(xué)習(xí)中，都要保持治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，xx老師以及其他指導(dǎo)老師付出了辛勤的勞動(dòng)，在此向他們