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外文翻譯
現(xiàn)代機(jī)械工程,2011年,47-55
http://dx.doi:10.4236/mme.2011.12007 在線發(fā)表在2011年11月(http://www.SciRP.org/journal/mme)
設(shè)計(jì)和開發(fā)有競(jìng)爭(zhēng)力的低成本的四自由度
機(jī)械臂
Ashraf Elfasakhany1'2, Eduardo Yanez2,
Karen Baylon2, Ricardo Salgado2
1Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Taif University, Al-Haweiah, Saudi Arabia
2Tecnológico de Monterrey, Campus Ciudad Juárez, Ciudad Juarez, Mexico
郵箱: ashr12000@yahoo.com
2011年10月19日收到；2011年11月7日修訂；2011年11月15日接受
摘要
這項(xiàng)工作的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)，開發(fā)和實(shí)施有競(jìng)爭(zhēng)力的機(jī)械手手臂的控制和粗短的成本提高。機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì)具有四個(gè)自由度，才能完成準(zhǔn)確的簡(jiǎn)單的任務(wù)，如光材料處理，這將成為一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)，成為工業(yè)勞動(dòng)力的助理。機(jī)械手配備有伺服電機(jī)做武器和執(zhí)行的手臂動(dòng)作之間的聯(lián)系。伺服馬達(dá)包括編碼器，所以沒(méi)有控制器實(shí)現(xiàn)。我們使用LabVIEW控制機(jī)械手進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算，并將正確的角度對(duì)單片機(jī)的串行驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)改變位置的能力，速度和加速度。機(jī)械手手臂的測(cè)試進(jìn)行了驗(yàn)證結(jié)果表明，它工作正常。
關(guān)鍵詞：機(jī)械手手臂，成本低，設(shè)計(jì)，驗(yàn)證，四個(gè)自由度，伺服電機(jī)，Arduino，機(jī)械手控制，Labview機(jī)械手控制
第 11 頁(yè) 共 11 頁(yè)
1、簡(jiǎn)介
機(jī)械手實(shí)際上是術(shù)語(yǔ)定義為制造業(yè)研究，設(shè)計(jì)和使用機(jī)械手系統(tǒng) [1]。機(jī)械手通常被用于執(zhí)行不安全的，危險(xiǎn)的，高度重復(fù)性的，和不愉快的任務(wù)。他們有許多不同的功能，如材料處理，組裝，焊接，電阻焊接，工具機(jī)的加載和卸載功能，繪畫，噴涂等。
主要有兩種不同的機(jī)械手服務(wù)機(jī)械手和工業(yè)機(jī)械手。服務(wù)機(jī)械手是機(jī)械手操作半或全自動(dòng)履行服務(wù)的人和設(shè)備的健康有益，不包括制造過(guò)程[2]。工業(yè)機(jī)械手，另一方面，正式定義的ISO作為自動(dòng)控制、多用途的機(jī)械手在三軸以上的[1]可編程。工業(yè)機(jī)械手是用來(lái)移動(dòng)材料，零件，工具或?qū)ｉT的設(shè)備，通過(guò)各種編程動(dòng)作執(zhí)行各種任務(wù)。工業(yè)機(jī)械手系統(tǒng)不僅包括工業(yè)機(jī)械手，而且任何設(shè)備和/或傳感器所需的機(jī)械手以及測(cè)序或監(jiān)控通信接口完成任務(wù)。
在2007世界的市場(chǎng)增長(zhǎng)了3%，約114000個(gè)新安裝的工業(yè)機(jī)械手。2007年底，大約有一百萬(wàn)的工業(yè)機(jī)械手的使用，估計(jì)有50000的服務(wù)機(jī)械手工業(yè)用[3]比較。
由于增加的工業(yè)機(jī)械手手臂的使用，一種進(jìn)化的主題試圖模仿人類的運(yùn)動(dòng)開始在一個(gè)詳細(xì)的模式。例如，一組學(xué)生在韓國(guó)做了一個(gè)創(chuàng)新的機(jī)械臂以舞蹈方面，賬戶重設(shè)計(jì)，書法書寫和顏色分類[4]。另一組工程師在美國(guó)開發(fā)的八自由度機(jī)械手手臂。這個(gè)機(jī)械手是能夠從一筆一球的許多形狀掌握許多對(duì)象和模擬也人[5]手。在太空，航天飛機(jī)遙控操縱系統(tǒng)，稱為SSRMS或操控，和它的繼任者是實(shí)例的多自由度機(jī)械手手臂，已被用于執(zhí)行各種任務(wù)，如檢查使用一種專門部署的繁榮的航天飛機(jī)有照相機(jī)和傳感器安裝在端部執(zhí)行器和衛(wèi)星的部署和檢索從航天飛機(jī)的貨艙演習(xí)[6]。
在墨西哥，科學(xué)家正在開發(fā)許多機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì)，和墨西哥政府估計(jì)，墨西哥約有11000的機(jī)械臂，用于在不同的工業(yè)應(yīng)用。然而，專家認(rèn)為，機(jī)械手的手臂遠(yuǎn)不僅是高質(zhì)量的，但也準(zhǔn)確，重復(fù)性，和粗短的成本。
大多數(shù)的機(jī)械手是建立一個(gè)操作的教導(dǎo)和重復(fù)技術(shù)。在這種模式下，一個(gè)訓(xùn)練有素的操作員（程序員）通常使用的便攜式控制裝置（一種示教）教會(huì)機(jī)械手任務(wù)手動(dòng)。機(jī)械手的速度在這些編程會(huì)話是緩慢的。
目前的工作是一個(gè)兩相的項(xiàng)目的一部分，這需要一個(gè)移動(dòng)機(jī)械手能夠運(yùn)輸工具從儲(chǔ)藏室的工業(yè)電池。在這一階段的項(xiàng)目中，進(jìn)行了在蒙特雷技術(shù)大學(xué)，墨西哥，主要是設(shè)計(jì)，一個(gè)工業(yè)機(jī)械手的手臂粗短的成本的開發(fā)和實(shí)施，準(zhǔn)確和優(yōu)越的控制。這個(gè)機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì)具有四個(gè)自由度，才能完成簡(jiǎn)單的任務(wù)，如光材料處理，這將成為一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)，成為工業(yè)勞動(dòng)力的助理。
2、機(jī)械設(shè)計(jì)
機(jī)械手手臂的機(jī)械設(shè)計(jì)是基于一個(gè)機(jī)械手具有類似功能的一個(gè)人類手臂[6-8]。這種機(jī)械手的鏈接的節(jié)點(diǎn)允許的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和操縱器的鏈接的連接被認(rèn)為是形成一個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈。機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)鏈的業(yè)務(wù)端稱為ARM工具末端或結(jié)束，這是類似于人類的手。圖1顯示了機(jī)械臂的機(jī)械設(shè)計(jì)的自由體圖。如圖所示，端部執(zhí)行器是不包括在設(shè)計(jì)因?yàn)樯逃脢A具的使用。這是因?yàn)椋┒耸且粋€(gè)系統(tǒng)的最復(fù)雜的部分和，反過(guò)來(lái)，它是更容易和經(jīng)濟(jì)地使用一個(gè)商業(yè)比建造它。
圖2顯示了機(jī)械手臂的工作區(qū)。這是四自由度機(jī)械手手臂的典型工作區(qū)（4自由度）。機(jī)械設(shè)計(jì)是有限的4自由度主要是因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)允許最必要的運(yùn)動(dòng)和保持成本和機(jī)械手的復(fù)雜競(jìng)爭(zhēng)。因此，關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被限制在旋轉(zhuǎn)是圍繞兩個(gè)軸在肩、肘、腕關(guān)節(jié)周圍只有一個(gè)，見(jiàn)圖1。
機(jī)械手關(guān)節(jié)通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。伺服電機(jī)的選擇，因?yàn)樗鼈儼ň幋a器可以自動(dòng)提供反饋給電機(jī)和調(diào)整相應(yīng)的位置。然而，這些電機(jī)的缺點(diǎn)是，旋轉(zhuǎn)范圍小于180?跨度，大大減少了區(qū)域達(dá)到的手臂和可能的位置[9]。伺服電機(jī)的資格是基于由結(jié)構(gòu)和可能的負(fù)載所需的最大扭矩選擇。在目前的研究中，用于結(jié)構(gòu)材料，丙烯酸。
圖3顯示了用于負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)力圖。計(jì)
算僅為具有最大負(fù)荷節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的，因?yàn)槠渌墓?jié)點(diǎn)具有相同的電機(jī)，即電機(jī)移動(dòng)的鏈接沒(méi)有問(wèn)題。計(jì)算中考慮了電機(jī)的重量，50克左右，除了在節(jié)點(diǎn)B電機(jī)的重量，因?yàn)樗怯蛇B接壩進(jìn)行了。圖4顯示的鏈接CB的內(nèi)力圖，其中包含的節(jié)點(diǎn)（B和C）與最高負(fù)荷（帶鏈接的直流和ED）并進(jìn)行計(jì)算如下。
用于轉(zhuǎn)矩的計(jì)算值：
Wd = 0.011 kg (DE桿的負(fù)荷)
Wc = 0.030 kg (CD桿的負(fù)荷)
Wb = 0.030 kg (CB桿的負(fù)荷)
L = 1 kg (負(fù)載)
Cm = Dm = 0.050 kg (電機(jī)重量)
LBC = 0.14 m (BC桿的長(zhǎng)度)
LCD = 0.14 m (CD桿的長(zhǎng)度)
LDE = 0.05 m (DE桿的長(zhǎng)度)
執(zhí)行在Y軸力的總和，使用荷載如圖4所示，與CY和CB解決，看到方程(1)-(4)。同樣，執(zhí)行在C點(diǎn)時(shí)刻的總和，方程(5），和B點(diǎn)，方程(6)，在B和C獲得轉(zhuǎn)矩，方程(7)和(8)，分別為。
根據(jù)計(jì)算，伺服電機(jī)被選中的是Hextronik HX12K，具有扭矩280盎司
/英寸。該電機(jī)被推薦是因?yàn)樗热魏纹渌?guī)格的汽車便宜得多。自從我們?cè)诮宇^B需要更大的扭矩，見(jiàn)式（8)，我們使用兩個(gè)馬達(dá)在B點(diǎn)遵守扭矩的要求；然而，一個(gè)電機(jī)是足夠的其他關(guān)節(jié)。在節(jié)點(diǎn)B使用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)比使用一個(gè)大的電機(jī)560盎司/便宜多了。電機(jī)的相關(guān)特性，可以在圖5所示，是他們可以旋轉(zhuǎn)60度在130毫秒，他們有一個(gè)重量47.9克每。
一旦確定了機(jī)械手手臂和電機(jī)的初始尺寸，設(shè)計(jì)使用SolidWorks平臺(tái)上進(jìn)行；設(shè)計(jì)應(yīng)認(rèn)真考慮的壓克力板，碎片會(huì)被連接到每個(gè)其他方式的厚度。用于使機(jī)械手的壓克力板材1 / 8厚，薄被選中是因?yàn)樗菀准庸?，具有良好的耐量少?
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們面臨著一些困難由于連接薄丙烯酸部分強(qiáng)烈的方式。這是燒、加入丙烯酸部分和沒(méi)有和球隊(duì)認(rèn)為基于螺釘和螺母的機(jī)械結(jié)會(huì)比其他的替代品很強(qiáng)的所需的工具，如膠為例。為了做到這一點(diǎn)，一個(gè)小的功能被設(shè)計(jì)允許緊固螺栓與螺母無(wú)須螺釘在薄的丙烯酸層。這個(gè)過(guò)程的結(jié)果如圖6所示的三維設(shè)計(jì)。
最終的設(shè)計(jì)，每一部分是印刷在全規(guī)模的厚紙板，然后驗(yàn)證這些尺寸和裝配的接口。反過(guò)來(lái)，我們建立了機(jī)械手的第一個(gè)原型。其次，機(jī)械手手臂的部分被加工從壓克力板使用圓鋸和真皮的工具。詳細(xì)的部分是在一個(gè)專業(yè)車間自做的機(jī)械手手臂的部分太小，為完成這些小的和準(zhǔn)確的削減是不容易的。
在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配機(jī)械手的零件時(shí)，彈出幾個(gè)問(wèn)題。有臨界點(diǎn)，沒(méi)有抵抗的緊固，反過(guò)來(lái)，可能會(huì)破壞；因此，考慮在這些點(diǎn)援軍。機(jī)械手手臂的最終結(jié)果如圖7所示。
3、機(jī)械手臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)
為了驗(yàn)證該機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)正確的定位，進(jìn)行了計(jì)算。這樣的計(jì)算是用來(lái)從一個(gè)給定的位置使用笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)獲得各電機(jī)的角，如圖8所示。每個(gè)電機(jī)都有特定的功能：在Y軸電機(jī)位于聯(lián)盟最后的元素的位置，電機(jī)B和C的位置最終元件在X軸和Z軸。
問(wèn)題是利用XZ平面簡(jiǎn)化，如圖9所示。在以下的已知值被定義[ 9 ]：
LAB：前臂長(zhǎng)度。
LBC：手臂的長(zhǎng)度。
Z：在Z軸的位置。
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，得到電機(jī)角度θ2和θ1，如方程（9）和（10）
電機(jī)B要用θ1和電機(jī)C要用θ2。用于電機(jī)的計(jì)算從方程的角度（11）。這些計(jì)算，得到他們所采取的行動(dòng)將整個(gè)結(jié)構(gòu)的具體位置伺服電機(jī)的角。
4、末端執(zhí)行器的選擇
端部執(zhí)行器可能是一個(gè)最重要和最復(fù)雜的系統(tǒng)的一部分。明智的，它是更容易和經(jīng)濟(jì)地使用一個(gè)商業(yè)比建造它。端部執(zhí)行器的變化主要是根據(jù)任務(wù)的機(jī)械手手臂完成應(yīng)用程序；它可以是氣動(dòng)，電動(dòng)或液壓。由于我們的機(jī)械手臂的基礎(chǔ)電系統(tǒng)中，我們可以選擇末端執(zhí)行器的電氣基礎(chǔ)。此外，我們的系統(tǒng)的主要應(yīng)用是處理，因此，我們的末端執(zhí)行器的推薦式夾持器，如圖10所示。請(qǐng)注意，端部執(zhí)行器是由一個(gè)伺服電機(jī)控制，反過(guò)來(lái)，用于我們的機(jī)械手臂總伺服電機(jī)5電機(jī)，將移動(dòng)結(jié)構(gòu)。
5、機(jī)械手手臂的控制
機(jī)械手的手臂可以自動(dòng)或手動(dòng)控制。在手動(dòng)模式下，一個(gè)訓(xùn)練有素的操作員（程序員）通常使用的便攜式控制裝置（一種示教）教會(huì)機(jī)械手手動(dòng)完成其任務(wù)。機(jī)械手的速度在這些編程會(huì)話是緩慢的。在目前的工作，我們附上了兩種模式。
針對(duì)所提出的機(jī)械手手臂的控制基本上由三個(gè)層次：一個(gè)微控制器，驅(qū)動(dòng)器，和一個(gè)計(jì)算機(jī)用戶界面。該系統(tǒng)具有獨(dú)特的特性，允許靈活的編程和控制方法，它是用逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)現(xiàn)；另外它還可以在全手動(dòng)模式的實(shí)現(xiàn)?？刂齐娮釉O(shè)計(jì)如圖11所示。
微控制器是一個(gè)ATMEGA 368配備開發(fā)/規(guī)劃委員會(huì)命名為“伊諾”，如圖12所示。編程語(yǔ)言與C語(yǔ)言非常相似但包括幾次有助于I/O端口，控制，定時(shí)器，串行通信。該微控制器被選中是因?yàn)樗幸粋€(gè)較低的價(jià)格，這是很容易的程序，編程語(yǔ)言是簡(jiǎn)單的，和中斷是可以為這個(gè)特殊的芯片。
該驅(qū)動(dòng)程序使用的是一六通道微大師伺服控制板。它支持三種控制方式：USB直接連接到計(jì)算機(jī)，TTL串口用于嵌入式系統(tǒng)，如Arduino微處理器，和獨(dú)立的主機(jī)控制器的免費(fèi)應(yīng)用程序內(nèi)部腳本。該控制器，如圖13所示，包括一個(gè)0.25μ的位置、速度和加速度控制分辨率內(nèi)置。
用戶界面取決于使用的控制方法，即，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)或全手動(dòng)模式。在下面的，是描述每個(gè)接口：
5.1、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)控制
在這種控制方法中，用戶輸入的坐標(biāo)位置的夾持器應(yīng)。作為結(jié)果，生成的界面與LabVIEW通過(guò)可視化的用戶，如圖14所示。程序自動(dòng)執(zhí)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算獲得的角度，每個(gè)電機(jī)應(yīng)該然后發(fā)送命令到微控制器或直接驅(qū)動(dòng)，將移動(dòng)機(jī)械手到指定位置。通信與RS-232協(xié)議的執(zhí)行。在下面，你可以看到的LabVIEW用戶界面的輸入和輸出。
LabVIEW用戶界面輸入：
X軸的位置。
Y軸的位置。
Z軸的位置。
夾口。
夾持器攻角。
串行端口。
LabVIEW用戶接口輸出：
電機(jī)的一角。
電機(jī)B1角。
電機(jī)B2角。
電動(dòng)機(jī)的角。
迎角。
夾持角。
這種輸出變量處理，通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞桨l(fā)送，使信息能以正確的方式解釋。輸出是通過(guò)串口，與控制器通信發(fā)送。當(dāng)按鈕被點(diǎn)擊“移動(dòng)”，一個(gè)過(guò)程將采取的地方，如圖15所示。這個(gè)動(dòng)作，機(jī)械手的手臂會(huì)根據(jù)輸入的值改變它的位置。此外，它已待機(jī)按鈕來(lái)停止通信控制器。
這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是，它使用的運(yùn)動(dòng)的一種有效方法，提供了更多的功能，可以實(shí)現(xiàn)，如位置和序列學(xué)習(xí)。一個(gè)缺點(diǎn)，另一方面，是可能的位置，擁有有效的角度后，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算十分有限，因?yàn)樗欧姍C(jī)有180?約束。
5.2、手動(dòng)控制
這種類型的控制是一個(gè)額外的選擇，我們的系統(tǒng)在特定的位置上有用。在強(qiáng)制性的位置的情況下，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算模式不能有效的角度，我們可以使用手動(dòng)控制代替。基本上，手動(dòng)控制包括一系列的模擬輸入，如電位器，連接微控制器，將解釋的價(jià)值和發(fā)送指令給伺服驅(qū)動(dòng)器。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，一個(gè)控制板，如圖16所示，應(yīng)該建立以工作作為用戶界面?？赡艿膶?shí)現(xiàn)包括教學(xué)特點(diǎn)，單片機(jī)存儲(chǔ)位置在內(nèi)存中，通過(guò)鍵盤或一系列的開關(guān)可以回憶起這些位置。
6、測(cè)試和驗(yàn)證
進(jìn)行了測(cè)試，驗(yàn)證了機(jī)械手臂及其組件。測(cè)試涵蓋特定元素和整體的系統(tǒng)，如圖17所示。為單片機(jī)，測(cè)試是發(fā)生在發(fā)送不同的命令由軟件對(duì)單片機(jī)和檢查的變化對(duì)輸出被連接到一個(gè)伺服電機(jī)，根據(jù)命令，打開或關(guān)閉。
伺服電機(jī)是通過(guò)發(fā)送不同的直接脈沖每個(gè)伺服電機(jī)和驗(yàn)證移動(dòng)到合適的位置響應(yīng)隨后測(cè)試。我們用馬克知道初始位置在哪里，電機(jī)的最終位置是通過(guò)發(fā)送一個(gè)信號(hào)確定
用單片機(jī)和，反過(guò)來(lái)，這是解釋由伺服相比，由編碼器提供的信號(hào)，從而在旋轉(zhuǎn)到所需的位置。在這個(gè)試驗(yàn)中，伺服電機(jī)是不相符合的機(jī)械手手臂系統(tǒng)由于不正確的極化。
伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序也使用LabVI- EW軟件發(fā)送命令發(fā)出特定的命令，其中有一個(gè)電機(jī)連接到根據(jù)推薦改變位置驅(qū)動(dòng)單片機(jī)測(cè)試。它是要注意，在項(xiàng)目的不同的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選擇但他們和單片機(jī)之間的通信相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題是目前開始重要的。所以我們選擇一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，允許數(shù)據(jù)被直接發(fā)送到計(jì)算機(jī)，它只有一個(gè)USB線，因此，單片機(jī)只會(huì)用在人工控制的實(shí)施情況。
其他試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)的功能，如圖18所示。這些測(cè)試被介紹在LabVIEW界面的具體位置和測(cè)量參考點(diǎn)，最后一點(diǎn)，驗(yàn)證之間的距離發(fā)生：從逆運(yùn)動(dòng)學(xué)正確的轉(zhuǎn)換，指定的角度和電機(jī)的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。
機(jī)械手手臂的測(cè)試和驗(yàn)證是一個(gè)需要長(zhǎng)時(shí)間的任務(wù)，因?yàn)樾枰啻蔚?。在我們的測(cè)試中，出現(xiàn)許多問(wèn)題：錯(cuò)誤的角度計(jì)算，電動(dòng)機(jī)的錯(cuò)誤的校正，與物理的角度和位置的測(cè)量問(wèn)題，和一個(gè)伺服電機(jī)因過(guò)載燒毀，沒(méi)有預(yù)期。
7、結(jié)果與討論
在不同操作條件下的機(jī)械手手臂，結(jié)果如下：
7.1、伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)范圍
由于這種類型的電機(jī)規(guī)格包含具有小于180度的跨度得到伺服電機(jī)的極限。所有電機(jī)的實(shí)際范圍被發(fā)現(xiàn)是在范圍125 - 142度，如表1所示。這清楚地表明，機(jī)械手臂的實(shí)際操作不同于標(biāo)準(zhǔn)的情況下。
7.2、電流消耗
電流消耗取決于負(fù)載和機(jī)械手手臂的運(yùn)動(dòng)型。在目前的研究中，有4個(gè)層次的電流消耗：
?低（從0到200 mA）。這種消費(fèi)發(fā)生時(shí)，機(jī)械手是靜止的（不運(yùn)動(dòng)的情況下）。
?正常（從200到500 mA）。當(dāng)機(jī)械手手臂移動(dòng)的能力去目標(biāo)沒(méi)有大扭矩的需要。
?高（500～900 Ma）。這個(gè)范圍是在負(fù)載下進(jìn)入。通過(guò)克服慣性載荷的初始時(shí)刻，正常范圍內(nèi)需要的地方。
過(guò)載（電流超過(guò)900毫安）。負(fù)荷太重，電機(jī)不能移動(dòng)。在該條件下超過(guò)一分鐘，電機(jī)會(huì)燃燒，即它是不能使用。
7.3、最大載荷
使用不同的權(quán)重，得到了這些結(jié)果；一袋玉米是用規(guī)模來(lái)確定包的重量。結(jié)果進(jìn)行了通過(guò)使用機(jī)械手手臂拿起袋子，把它移動(dòng)到特定的位置。表2列出了當(dāng)前消費(fèi)在袋玉米不同的權(quán)重。從表2中，可以看出，機(jī)械手可以無(wú)負(fù)荷低于50克的問(wèn)題移動(dòng)。在負(fù)載60克，機(jī)械手手臂開始有困難，經(jīng)過(guò)80克惡劣的情況電機(jī)發(fā)生不可逆煩的損傷。
7.4、最后的位置
結(jié)果表明，該機(jī)械手手臂的精度不同的移動(dòng)量（小于50克）表3給出了。如圖所示，該機(jī)械手能夠執(zhí)行移動(dòng)到指定的位置。然而，這種運(yùn)動(dòng)是不光滑的，有時(shí)電機(jī)沒(méi)有足夠的力，特別是當(dāng)負(fù)載較重時(shí)。此外，有些問(wèn)題可能是由于同步兩個(gè)底部的汽車出現(xiàn)。兩個(gè)電機(jī)的步驟并不是巧合，導(dǎo)致在丙烯酸部分張力，這太多會(huì)打破部分案例。
8、結(jié)論
本文介紹了設(shè)計(jì)和發(fā)展機(jī)械手手臂，有人才來(lái)完成簡(jiǎn)單的任務(wù)，如光材料處理。機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì)和建造的丙烯酸材料在伺服電機(jī)進(jìn)行武器和執(zhí)行的手臂動(dòng)作之間聯(lián)系。伺服馬達(dá)包括編碼器，所以沒(méi)有控制器實(shí)現(xiàn)的；然而，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)范圍小于180o跨度，這大大降低了的胳膊和可能的位置到達(dá)區(qū)。機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì)是有限的，由于這個(gè)設(shè)計(jì)允許最必要的運(yùn)動(dòng)和保持成本和復(fù)雜性的機(jī)械手具有四個(gè)自由度。端部執(zhí)行器是不包括在設(shè)計(jì)因?yàn)樯逃脢A具的使用，因?yàn)樗歉菀缀徒?jīng)濟(jì)地使用一個(gè)商業(yè)比建造它。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們面臨著一些困難由于連接薄丙烯酸部分強(qiáng)烈的方式。采用了一種基于螺釘和螺母的機(jī)械連接，以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，一個(gè)小的功能被設(shè)計(jì)允許緊固螺栓與螺母無(wú)須螺釘在薄的丙烯酸層。
控制的機(jī)械手手臂，三的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一個(gè)微控制器，驅(qū)動(dòng)器，和一個(gè)計(jì)算機(jī)用戶界面。該系統(tǒng)具有獨(dú)特的特性，允許靈活的編程和控制方法，它是用逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)現(xiàn)；另外它還可以在全手動(dòng)模式的實(shí)現(xiàn)。這個(gè)機(jī)械手手臂與別人比現(xiàn)有的機(jī)械手手臂要便宜得多，也可以控制所有電腦中的流動(dòng)，利用LabVIEW接口。
幾個(gè)測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證的機(jī)械手臂，測(cè)試涵蓋特定元素和整體的系統(tǒng)；在不同的操作條件，結(jié)果表明信任機(jī)械手手臂了。
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