車(chē)床工件自動(dòng)裝夾機(jī)械手設(shè)計(jì)【自動(dòng)鎖螺絲機(jī)送料機(jī)械手】(全套含CAD圖紙)
外文翻譯Design and Development of a Competitive Low-Cost Robot Arm with Four Degrees of Freedom一個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的低成本的四自由度機(jī)械人手臂的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)院 、 部: 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名:學(xué) 號(hào):指導(dǎo)老師:摘 要這項(xiàng)工作的主要重點(diǎn)是設(shè)計(jì),開(kāi)發(fā)和實(shí)施具有競(jìng)爭(zhēng)力的機(jī)器人手臂具有增強(qiáng)控制和粗短的成本。機(jī)器人手臂的設(shè)計(jì)采用四自由度和才華來(lái)完成精確簡(jiǎn)單的任務(wù),如光材料處理,這將被整合到了作為一個(gè)助理為工業(yè)勞動(dòng)力的移動(dòng)平臺(tái)。機(jī)器人手臂上配有數(shù)個(gè)伺服電機(jī)的臂之間做鏈接和執(zhí)行的手臂動(dòng)作。伺服電機(jī)編碼器包括使沒(méi)有控制器實(shí)施??刂莆覀兪褂?LabVIEW ,它執(zhí)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算和串行通信的適當(dāng)?shù)慕嵌?,以一個(gè)微控制器,驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī),修改的位置,速度和加速度的能力的機(jī)器人。機(jī)器人手臂的測(cè)試和驗(yàn)證,進(jìn)行和結(jié)果表明,正常工作。關(guān)鍵詞:機(jī)器人手臂,低成本,設(shè)計(jì),驗(yàn)證,四自由度,伺服電機(jī),Arduino 的的機(jī)器人控制, Labview 的機(jī)器人控制目 錄1 引言 .12 機(jī)械設(shè)計(jì) .13 機(jī)械手逆運(yùn)動(dòng) .64 最終選擇效應(yīng) .65 機(jī)械手的控制 .75.1 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)控制 .85.2 手動(dòng) .96 測(cè)試和驗(yàn)證 .107 結(jié)果與討論 .117.1 伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)范圍 .117.2 電流消耗 .127.3 最大負(fù)載 .127.4 最終位置 .128 結(jié)論 .13參考文獻(xiàn) .1411 引言機(jī)器人實(shí)際上是定義為研究,設(shè)計(jì)和使用機(jī)器人系統(tǒng)的制造1。機(jī)器人通常用于執(zhí)行不安全的,危險(xiǎn)的,高度重復(fù)的,和單調(diào)的任務(wù)。它們具有許多不同的功能,如材料處理,組裝,電弧焊接,電阻焊接,機(jī)床的裝載和卸載功能,刷涂,噴涂等。主要有兩種不同類(lèi)型的機(jī)器人:一個(gè)服務(wù)機(jī)器人以及工業(yè)機(jī)器人。服務(wù)機(jī)器人是機(jī)器人,工作半或完全自主地去履行服務(wù),有用的福祉人類(lèi)和設(shè)備,但不包括生產(chǎn)操作2 。工業(yè)用機(jī)器人,在另一方面,被正式通過(guò) ISO定義的自動(dòng)控制和多用途可編程操縱器在三個(gè)或更多個(gè)軸3。工業(yè)機(jī)器人是移動(dòng)的材料,零件,工具,或通過(guò)可變的程式動(dòng)作的專(zhuān)門(mén)設(shè)備來(lái)執(zhí)行各種任務(wù)。工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)不僅包括工業(yè)機(jī)器人,但也能夠執(zhí)行其任務(wù)以及測(cè)序或監(jiān)視通信接口需要對(duì)機(jī)器人的任何設(shè)備和/或傳感器。2007 年全球市場(chǎng)增長(zhǎng)了 3,約114,000 新安裝的工業(yè)機(jī)器人。截至 2007 年底,全國(guó)共有大約一萬(wàn)個(gè)工業(yè)機(jī)器人的使用,估計(jì)有 50,000 服務(wù)機(jī)器人用于工業(yè)用途比較3 。由于增加使用工業(yè)機(jī)器人手臂,演變到該主題開(kāi)始試圖模仿人類(lèi)動(dòng)作的細(xì)節(jié)模式。例如一組學(xué)生在韓國(guó)做創(chuàng)新的設(shè)計(jì),為舞蹈的手,舉重,中國(guó)書(shū)法和顏色分類(lèi)機(jī)械臂考慮4 。另一組工程師在美國(guó)開(kāi)發(fā)八個(gè)自由度機(jī)械臂。該機(jī)器人是能夠把握多個(gè)對(duì)象與很多從筆形狀的一球,也模擬人類(lèi)的手5。在空間上,航天飛機(jī)遙控器系統(tǒng),被稱(chēng)為 SSRMS 或 Canadarm ,其繼任者是例子多度已經(jīng)用來(lái)執(zhí)行各種使用專(zhuān)門(mén)部署熱潮的任務(wù),例如航天飛機(jī)的檢查自由機(jī)械臂有攝像頭和連接在末端執(zhí)行器和衛(wèi)星的部署和檢索演習(xí)從貨艙航天飛機(jī)傳感器6 。在墨西哥,科學(xué)家們已經(jīng)上了軌道設(shè)計(jì)和發(fā)展許多機(jī)器人的手臂,墨西哥政府估計(jì),在墨西哥有在不同的工業(yè)應(yīng)用中使用了大約 11,000 機(jī)械臂。不過(guò),專(zhuān)家認(rèn)為,機(jī)器人手臂的最高點(diǎn),不僅質(zhì)量更高,而且準(zhǔn)確,可重復(fù)性和粗短的成本。 大多數(shù)機(jī)器人都設(shè)置了一個(gè)操作的示教和重復(fù)技術(shù)。在這種模式下,一個(gè)訓(xùn)練有素的操作者(編程器)通常使用的便攜式控制裝置(示教)手動(dòng)教機(jī)器人的任務(wù)。在這些編程會(huì)話(huà)機(jī)器人的速度很慢。 目前的工作是一個(gè)兩階段的項(xiàng)目,這需要一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人能夠運(yùn)送工具從存儲(chǔ)室到工業(yè)單元的一部分。在這個(gè)階段中的項(xiàng)目,該項(xiàng)目開(kāi)展了在科技,墨西哥蒙特雷大學(xué),主要的重點(diǎn)是設(shè)計(jì), 制定和實(shí)施了工業(yè)機(jī)器人手臂粗短的成本,準(zhǔn)確和優(yōu)越的控制。這個(gè)機(jī)器人手臂的設(shè)計(jì)采用四自由度和才華來(lái)完成簡(jiǎn)單的任務(wù),如光隊(duì)友里亞爾處理,這將被整合到移動(dòng)平臺(tái)的形式,作為一個(gè)助理為工業(yè)勞動(dòng)力。2 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)器人手臂的機(jī)械設(shè)計(jì)是基于一個(gè)機(jī)器人操作器具有類(lèi)似功能的一個(gè)人的2手臂6-8。這樣的操縱器的鏈接是由關(guān)節(jié),允許旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和操縱器的鏈接被認(rèn)為形成一個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈連接。機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)鏈的業(yè)務(wù)最終被稱(chēng)為末端效應(yīng)器或臂端的 - 工具,它是類(lèi)似于人的手。圖 1 顯示了自由體圖的機(jī)器人手臂的機(jī)械設(shè)計(jì)。圖 1 機(jī)械手的自由體圖如圖所示,端部執(zhí)行器不包括在設(shè)計(jì),因?yàn)槭惺鄣膴A持器被使用。這是因?yàn)槎瞬繄?zhí)行器是系統(tǒng)中最復(fù)雜的部分之一,并且,反過(guò)來(lái),這是很容易和經(jīng)濟(jì)地使用商業(yè)化生產(chǎn)它。 圖 2 示出了機(jī)器人手臂的工作區(qū)域。圖 2 機(jī)械手工作區(qū)域圖這是一個(gè)機(jī)器人臂具有四個(gè)自由度(DOF 4)的典型的工作空間。機(jī)械設(shè)計(jì)僅限于 4 自由度,主要是因?yàn)?,這樣的設(shè)計(jì)允許大部分必要的運(yùn)動(dòng),并保持 成本和機(jī)器人競(jìng)爭(zhēng)的復(fù)雜性。因此,關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被限制,其中旋轉(zhuǎn)的肩完成圍繞兩個(gè)軸和周?chē)挥幸粋€(gè)在肘和手腕上,參見(jiàn)圖 1。 機(jī)器人手臂的關(guān)節(jié)通3常是由驅(qū)動(dòng)的電氣馬達(dá)。伺服電動(dòng)機(jī)被選擇,因?yàn)樗鼈儼ň幋a器,它可以自動(dòng)提供反饋給電動(dòng)機(jī)并相應(yīng)地調(diào)整位置。但是, 這些電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)范圍小于 180跨度,從而大大減小了臂和可能的位置到達(dá)該區(qū)域的9。的基礎(chǔ)上,選定了伺服電機(jī)的資格 由結(jié)構(gòu)和可能的負(fù)載所需的最大扭矩。在目前的研究中,用于構(gòu)造的材料是丙烯酸樹(shù)脂。 圖 3 示出用于負(fù)載計(jì)算的力的圖。的計(jì)算均只對(duì)具有最大負(fù)荷關(guān)節(jié),由于其他關(guān)節(jié)將具有相同的電機(jī),即電機(jī)可以移動(dòng)的鏈接沒(méi)有問(wèn)題。計(jì)算考慮了權(quán)重 的電動(dòng)機(jī),約 50 克,除電機(jī)在關(guān)節(jié) B 的重量,因?yàn)樗峭ㄟ^(guò)鏈接的 BA。圖 4 示出了力示意圖上鏈路 CB,它包含接頭(B 和C)具有最高的負(fù)載(攜帶了該書(shū)的 DC 和 ED)和計(jì)算如下進(jìn)行。圖 3 機(jī)械手負(fù)載分布圖圖 4 CB 段負(fù)載分布圖用于扭矩計(jì)算的值: WD= 0.011 千克(體重鏈接的 DE) WC= 0.030 千克(體重鏈接的 CD) WB= 0.030 千克(體重鏈路的 CB) L = 1 千克(負(fù)載) CM = Dm 為 0.050 公斤(重電機(jī)) 4LBC 為 0.14 米(公元前鏈路的長(zhǎng)度) 液晶顯示屏為 0.14 米(鏈接的 CD 長(zhǎng)度) 斯 = 0.05 米(LINK DE 的長(zhǎng)度) 執(zhí)行力之和在 Y 軸,用負(fù)載,如圖 4 中,并求解 CY 和 CB,見(jiàn)方程(1) - (4) 。同樣,執(zhí)行的時(shí)刻周?chē)狞c(diǎn) C 的總和,式(5) ,和點(diǎn) B,方程 化(6) ,以獲得在 C 和 B,等式(7)和(8) ,分別在轉(zhuǎn)矩。0)( yMmDy gWLFNsKg1./.9)14.2)( yCysC4758./8.)7.2)(2DECDc LLWM0)CmEM 0)()( 2DELCBDEDBC()2CLEmcL(6)0(2BBCC(7)inozNMc /.7896.1(8)B3543該被選擇的基礎(chǔ)上,計(jì)算在伺服馬達(dá),是 Hextronik HX12K ,其具有 280盎司/ 英寸的扭矩。該電動(dòng)機(jī)被推薦,因?yàn)樗热魏纹渌姍C(jī)與同樣規(guī)格便宜得多。由于我們需要更大的扭矩在關(guān)節(jié) B,見(jiàn)公式(8) ,我們使用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)在點(diǎn) B 處,以符合扭矩要求;然而,一個(gè)馬達(dá)是不夠的其它關(guān)節(jié)。采用兩臺(tái)電機(jī)的合資 B 比使用一個(gè)大電機(jī) 560 盎司/英寸便宜得多。圖 5 伺服電機(jī)5可以在圖 5 中示出,其他有關(guān)的特征是,它們可以轉(zhuǎn)動(dòng) 60 度,在 130 毫秒和它們有各自 47.9 克的重量。一旦被定義為機(jī)器人手臂和電機(jī)的初始尺寸,設(shè)計(jì)進(jìn)行了使用 SolidWorks 平臺(tái);設(shè)計(jì)應(yīng)仔細(xì)考慮丙烯酸類(lèi)片材的厚度和該塊將被彼此連接的方式。用于使機(jī)器人的聚丙烯酸酯片材是 1/8 厚度和該薄片的選擇,因?yàn)樗菀准庸ず透p的重量以良好的抗性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我們面臨著由于強(qiáng)烈的加盟薄亞克力部分的方式有些困難。它是需要工具來(lái)燒,并加入丙烯酸零件和未提供的和球隊(duì)認(rèn)為機(jī)械結(jié)基于螺釘和螺母會(huì)比其他的替代品,如膠如多強(qiáng)。為了做到這一點(diǎn),一個(gè)小的特征,設(shè)計(jì)這允許緊固用螺母,螺栓,而不必在薄的丙烯酸層的螺絲。這個(gè)過(guò)程的結(jié)果是在圖 6 所示立體設(shè)計(jì)。圖 6 機(jī)械手 3D 模型按照設(shè)計(jì)的結(jié)束,每個(gè)部分被印在滿(mǎn)刻度的硬紙板,然后我們核實(shí)了所有尺寸和組件的接口。反過(guò)來(lái),我們建立了機(jī)器人手臂的第一個(gè)原型。接著,上述機(jī)器人手臂的部件從使用圓鋸和皮膚的工具的聚丙烯酸酯片材進(jìn)行機(jī)械加工。的詳細(xì)說(shuō)明在各部分被做在一個(gè)專(zhuān)業(yè)工場(chǎng)因?yàn)闄C(jī)器人手臂的部分太小,這并不是一件容易的實(shí)現(xiàn)這種小而準(zhǔn)確的切割。在組裝機(jī)器人部件的電機(jī),幾個(gè)問(wèn)題彈出。有報(bào)道說(shuō),沒(méi)有抵抗所述緊固,并且,反過(guò)來(lái),可能會(huì)破裂的臨界點(diǎn);因此,在這些點(diǎn)援軍進(jìn)行了審議。機(jī)器人手臂的最終結(jié)果示于圖 7。圖 7 機(jī)械手總體裝配圖63 機(jī)械手逆運(yùn)動(dòng)為了驗(yàn)證機(jī)械臂的定位準(zhǔn)確,逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算進(jìn)行。這樣的計(jì)算來(lái)獲得每個(gè)電機(jī)從通過(guò)使用直角坐標(biāo)系,圖 8 坐標(biāo)系如圖 8 所示的位置上的角度各電動(dòng)機(jī)將具有特定功能:位于 A 結(jié)合的位置的馬達(dá),在 y 的最終元件軸,馬達(dá) B 和 C 的位置在 x 和 z 軸的最后一個(gè)元件。該問(wèn)題已經(jīng)通過(guò)使用 xz 平面簡(jiǎn)化,如圖 9 在其下面的已知值被定義在9 :LAB :前臂長(zhǎng)度。LBC :臂長(zhǎng)。Z:在 z 軸上的位置。X:在 x 軸的位置。Y:在 y 軸的位置。利用三角關(guān)系,如圖 9 所示, 2和 1可以得到,如在方程(9)可見(jiàn), (10)的馬達(dá)角度。圖 9 XZ 平面馬達(dá) B 將使用 1和馬達(dá) C 被打算用 2。的角度為馬達(dá) A 的計(jì)算公式為EEN 在等式( 11) 。通過(guò)這些計(jì)算,伺服電機(jī)的角度得到,從而他們采取的行動(dòng),整個(gè)結(jié)構(gòu)移動(dòng)到特定位置。4 最終選擇效應(yīng)端部執(zhí)行器可能是該系統(tǒng)的最重要和最復(fù)雜的部分之一。明顯的,它是非7常容易和經(jīng)濟(jì)地使用商業(yè)人比構(gòu)建它。端部執(zhí)行器主要是根據(jù)應(yīng)用和機(jī)器人臂完成的任務(wù)而變化;它可以是氣動(dòng),電動(dòng)或液壓。由于我們的機(jī)器人手臂是基于在電力系統(tǒng)中,我們可以選擇末端效應(yīng)器的電基礎(chǔ)。此外,本系統(tǒng)的主要應(yīng)用是處理,因此,我們的末端執(zhí)行器的推薦類(lèi)型是一個(gè)夾持器,如圖 10。 圖 10 夾持器與伺服5 機(jī)械手的控制該機(jī)器人手臂能自動(dòng)或手動(dòng)控制。在手動(dòng)模式下,訓(xùn)練有素的操作人員(程序員)通常使用的便攜式控制裝置(示教)教一個(gè)機(jī)器人做手工任務(wù)。在機(jī)器人的速度這些編程會(huì)話(huà)是緩慢的。在目前的工作中,我們所包圍的兩種模式。一個(gè)微控制器,一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)臺(tái)電腦化用戶(hù)界面:三個(gè)層次的呈現(xiàn)機(jī)器人手臂的控制基本上由。該系統(tǒng)具有獨(dú)特的特點(diǎn),允許靈活的編程和控制方法,它是利用逆實(shí)施運(yùn)動(dòng)學(xué);此外它也可以在全手動(dòng)模式下實(shí)現(xiàn)??刂频碾娮釉O(shè)計(jì)示于圖 11。8圖 11 控制器的電子方案用微控制器是一個(gè)的 Atmega 368 ,它有一個(gè)名為“ Arduino 的”發(fā)展規(guī)劃板,如圖 12 。圖 12 Arduino 的微控制器板 圖 13 伺服控制器驅(qū)動(dòng)器編程語(yǔ)言非常類(lèi)似于 C ,但包括幾個(gè)庫(kù),幫助在 I / O 端口,定時(shí)器的控制和串行通信。該微控制器被選中因?yàn)樗哂械偷膬r(jià)格,這是很容易重新編程,該編程語(yǔ)言是簡(jiǎn)單的,并且中斷可用于這個(gè)特定的芯片。所使用的驅(qū)動(dòng)程序是一個(gè)六通道微大師伺服控制器板。它支持三種控制方式: USB 直接連接到一臺(tái)計(jì)算機(jī), TTL 串口與嵌入式系統(tǒng),如 Arduino 的微控制器和內(nèi)部腳本中使用自包含和主機(jī)無(wú)需控制器的應(yīng)用。這個(gè)控制器,如圖 13 所示,包括位置和內(nèi)置的速度和加速度控器 0.25 微秒分辨率用戶(hù)界面取決于所使用的控制方法,即,逆運(yùn)動(dòng)學(xué)或全手動(dòng)模式。在下文中,每個(gè)接口描述:5.1 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)控制在這種控制方法中,用戶(hù)輸入的坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置,其中夾爪應(yīng)。至于后果,接口與 LabVIEW 通過(guò)一個(gè)可視化的用戶(hù)生成的,如圖 149圖 14 Labview 的用戶(hù)界面程序?qū)⒆詣?dòng)執(zhí)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算,以得到每個(gè)電機(jī)應(yīng)具有的角度,然后發(fā)送一個(gè)命令要么到微控制器,或直接將機(jī)器人移動(dòng)到指定的位置的驅(qū)動(dòng)器。通信是通過(guò) RS- 232 協(xié)議進(jìn)行。在下文中,您可能會(huì)看到 Labview 的用戶(hù)界面的輸入和輸出。LabVIEW 的用戶(hù)界面輸入:X 軸位置。y 軸的位置。Z 軸位置。夾持器打開(kāi)。叼紙牙攻角。串行端口。LabVIEW 的用戶(hù)界面輸出是:電機(jī) A 角。電機(jī) B1 角度。電機(jī) B2 角度。電機(jī) 角。攻角。姿勢(shì)角度這樣的輸出變量進(jìn)行處理,并通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞桨l(fā)送的,這樣的信息可以在一個(gè)正確的方式來(lái)解釋。該輸出是通過(guò)其連通于控制器串行端口發(fā)送。當(dāng)按鈕“移動(dòng)”被點(diǎn)擊時(shí),一個(gè)過(guò)程將發(fā)生,如圖 15 圖 15 程序流程在圖 15 中,隨著這個(gè)動(dòng)作,所述機(jī)器人臂將根據(jù)所輸入的值改變其位置。此外,它有一個(gè)待機(jī)按鈕,停止該通信控制器。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是,它使用移動(dòng)的有效方法,并提供進(jìn)一步的功能,可以實(shí)現(xiàn),比如位置和順序?qū)W習(xí)。的缺點(diǎn),另一方面,是使 具有有效的角度逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算之后可能的位置是非常有限的,因?yàn)樗欧姍C(jī)有180一個(gè)約束。5.2 手動(dòng) 這種類(lèi)型的控制是我們的系統(tǒng),在特定的位置有用多了一種選擇。在強(qiáng)制的10情況下持倉(cāng)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模式不能計(jì)算其有效的角度,我們可以用手動(dòng)控制來(lái)代替?;旧?,手動(dòng)控制包括一系列模擬輸入,諸如電位器,一種是與這將解釋該值并發(fā)送一個(gè)命令到伺服驅(qū)動(dòng)器的微控制器相連。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),一個(gè)控制板,如圖 16圖 16 電位器板應(yīng)該被構(gòu)建為一個(gè)接口與用戶(hù)的工作??赡軐?shí)現(xiàn)包括教學(xué)功能,使微控制器存儲(chǔ)在內(nèi)存中,并通過(guò)鍵盤(pán)或系列交換機(jī),我們可能還記得這些職位的職位。6 測(cè)試和驗(yàn)證若干測(cè)試是驗(yàn)證該機(jī)器人臂和它的組件。測(cè)驗(yàn)涉及的特定元件和整個(gè)系統(tǒng)的,如圖 17 所示。圖 17 機(jī)械手測(cè)試微控制器測(cè)試是由軟件發(fā)送不同的命令給單片機(jī),檢查這是連接到開(kāi)啟或11關(guān)閉取決于命令伺服電機(jī)的輸出發(fā)生變化。伺服電動(dòng)機(jī)分別通過(guò)發(fā)送不同的直接脈沖到每個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)和驗(yàn)證移動(dòng)到合適的位置的響應(yīng)之后進(jìn)行測(cè)試。我們使用的標(biāo)記知道在哪里的初始位置是和最終電機(jī)的位置是通過(guò)與微控制器發(fā)送信號(hào),并且,反過(guò)來(lái),它是由伺服解釋和比較,由編碼器提供的信號(hào),從而在旋轉(zhuǎn)到所需的位置來(lái)確定。在測(cè)試過(guò)程中,伺服電動(dòng)機(jī)是因?yàn)椴徽_的極化的不一致性與機(jī)器人臂系統(tǒng)。 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中使用 LabVIEW 軟件發(fā)送命令到發(fā)送的特定命令其中有一臺(tái)電機(jī)連接根據(jù)稱(chēng)道改變位置的驅(qū)動(dòng)微控制器也測(cè)試。要注意到,在這一點(diǎn)很重要開(kāi)始一個(gè)項(xiàng)目的不同的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器被選中,但與他們和微控制器之間的通信幾個(gè)問(wèn)題都存在。所以,我們選擇一個(gè)驅(qū)動(dòng)器,允許數(shù)據(jù)被直接從計(jì)算機(jī)發(fā)送到它與只有一個(gè) USB 線(xiàn),所以,微控制器將僅在箱子的使用實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。其他測(cè)試,以驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)的功能,圖 18 機(jī)器人手臂的動(dòng)作如顯示在圖 18 中通過(guò)引入在 LabVIEW 界面中的特定位置和測(cè)量,以驗(yàn)證一個(gè)參考點(diǎn)和最后點(diǎn)之間的距離發(fā)生了那些測(cè)試:該從逆正確變換到正運(yùn)動(dòng)學(xué),指定的角度和馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)之間的關(guān)系。機(jī)器人手臂的測(cè)試和驗(yàn)證是需要細(xì)長(zhǎng)時(shí)間,因?yàn)樾枰獛状蔚娜蝿?wù)之一。在我們的測(cè)試中,很多問(wèn)題出現(xiàn)的:錯(cuò)誤的角度計(jì)算,電機(jī)的錯(cuò)誤校正,問(wèn)題與物理角度和位置測(cè)量,因?yàn)檫@是沒(méi)有預(yù)料過(guò)載燒毀伺服電機(jī)之一。127 結(jié)果與討論7.1 伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)范圍伺服電機(jī)的極限得到規(guī)范,因?yàn)檫@種類(lèi)型的電機(jī)都包含有小于 180 度的跨度。實(shí)際范圍為所有電機(jī)被發(fā)現(xiàn)是在范圍 125 - 142 度,如表 1 所示的這清楚地表明,機(jī)器人手臂的實(shí)際操作是從機(jī)架的情況下不同。表 1 電機(jī)角的范圍 電動(dòng)機(jī) 角度范圍電機(jī) A 130電機(jī) B1 135 電機(jī) B2 140電機(jī) 142 電機(jī)攻擊角度 1257.2 電流消耗 消耗電流取決于負(fù)載和機(jī)器人臂的運(yùn)動(dòng)的類(lèi)型。在目前的研究中,有 4 個(gè)級(jí)別的電流消耗為: 低(從 0 到 200 mA) 。這種消費(fèi)發(fā)生時(shí),機(jī)器人處于靜止?fàn)顟B(tài)(不運(yùn)動(dòng)的情況下) 。 正常(從 200 到 500 mA) 。這件事發(fā)生時(shí),機(jī)器人手臂移動(dòng)與能力去目標(biāo)沒(méi)有很大的扭矩需求。 高(500 mA 到 900 毫安) 。達(dá)到按賬面負(fù)載的開(kāi)頭這個(gè)范圍。通過(guò)克服的慣性載荷的初始瞬間,在正常范圍內(nèi)發(fā)生的地方。過(guò)電流(超過(guò) 900 MA) 。負(fù)荷太重,電機(jī)不能動(dòng)彈。為在此條件下被用于多于一分鐘,將馬達(dá)燒毀,也就是說(shuō),它是不可能使用的任何多7.3 最大負(fù)載這些結(jié)果是用不同的權(quán)重得到的;一袋玉米被用于與規(guī)模來(lái)決定包的體重。結(jié)果進(jìn)行了使用機(jī)器人手臂拿起袋子,并將其移動(dòng)到特定位置。表 2presents 的電流消耗袋玉米的不同權(quán)重。從表 2 中可以看出,該機(jī)器人可在負(fù)載沒(méi)有問(wèn)題的移動(dòng)超過(guò) 50 克以下。在負(fù)載 60 克,機(jī)器人手臂開(kāi)始有困難,并通過(guò) 80 克后發(fā)生嚴(yán)重的情況,其中憤怒可逆的損害可發(fā)生在馬達(dá)。7.4 最終位置結(jié)果表明,該機(jī)器人臂的精度移動(dòng)至不同的重量(50 克) ,結(jié)果列于表 3 13,如圖所示,在機(jī)器人手臂能夠執(zhí)行移動(dòng)到指定的位置。然而,這種移動(dòng)不平滑,有時(shí)馬達(dá)沒(méi)有足夠的力,尤其是當(dāng)負(fù)載很重。此外,一些問(wèn)題可能會(huì)由于同步兩個(gè)底部的電機(jī)。兩個(gè)電機(jī)的步驟是不重合而引起的丙烯酸部位張力,這在箱子被過(guò)多會(huì)破壞的部分。表 2 負(fù)載與電流消耗 空載 電流損耗 20 克 低40 克 正常50 克 正常60 克 高80 克 過(guò)流100 克 過(guò)流表 3 精度上的所有軸軸 精度( + / - ) 1 厘米 2 厘米 1 厘米8 結(jié)論本文介紹了機(jī)器人手臂,具有天賦太一,plish 簡(jiǎn)單的任務(wù),如光材料處理的設(shè)計(jì),開(kāi)發(fā)和實(shí)施。機(jī)器人手臂的設(shè)計(jì)和建造從那里伺服電機(jī)被用來(lái)進(jìn)行武器之間的聯(lián)系和執(zhí)行的手臂動(dòng)作亞克力材質(zhì)。伺服電機(jī)編碼器包括使沒(méi)有控制器實(shí)施;然而,電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍小于 180范圍,從而大大減小了臂和可能的位置到達(dá)該區(qū)域。機(jī)器人手臂的設(shè)計(jì),因?yàn)檫@是有限的四個(gè)自由度設(shè)計(jì)允許大多數(shù)必要的運(yùn)動(dòng)和保持成本和機(jī)器人競(jìng)爭(zhēng)的復(fù)雜性。末端執(zhí)行器是不包括在設(shè)計(jì),因?yàn)槭惺鄣膴A持器使用,因?yàn)樗歉菀缀徒?jīng)濟(jì)地使用商業(yè) 1 比生成它。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我們面臨著由于強(qiáng)烈的加盟薄亞克力部分的方式有些困難。根據(jù)螺釘和螺母的機(jī)械連接點(diǎn)被使用,并且,為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),一個(gè)小的特征,設(shè)計(jì)這使與緊固螺母螺栓,而無(wú)需在薄亞克力層螺旋。到控制的機(jī)器人手臂,三種方法被執(zhí)行:一個(gè)微控制器,一個(gè)驅(qū)動(dòng)器,和一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的用戶(hù)界面。該系統(tǒng)具有獨(dú)特的特點(diǎn),允許在編程和控制方法的靈活性,它利用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)施;14是 - 兩側(cè)也有可能是在全手動(dòng)模式下實(shí)現(xiàn)。這個(gè)機(jī)器人手臂是與他人的對(duì)比作為多比現(xiàn)有機(jī)器人手臂更便宜,還可以控制所有從一臺(tái)計(jì)算機(jī)的動(dòng)作,使用Labview 的接口。數(shù)進(jìn)行測(cè)試,以驗(yàn)證上述機(jī)器人手臂其中睪丸不但涉及特定元素和整個(gè)系統(tǒng);在不同的操作條件下的結(jié)果顯示信任的機(jī)器人手臂呈現(xiàn)的。參考文獻(xiàn) 1 操作型工業(yè)機(jī)器人 - 詞匯,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn) 8373 ,1994 . 2 工業(yè)和服務(wù)機(jī)器人,機(jī)器人的 IFR 國(guó)際聯(lián)合會(huì), 2010. 3 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