機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)-六自由度機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)

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1、第一章 緒論 前言 機(jī)器人是一種自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。機(jī)器人是利用機(jī)械傳動(dòng)、現(xiàn)代微電子技術(shù)組合而成的一種能模仿人某種技能的機(jī)械電子設(shè)備，他是在電子、機(jī)械及信息技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。當(dāng)然，機(jī)器人的樣子不一定必須像人，只要能獨(dú)立完成一些人類的技能或有一定危險(xiǎn)性的工作，就屬于機(jī)器人大家族的成員。 機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的

2、領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人并不是在簡(jiǎn)單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長(zhǎng)和機(jī)器特長(zhǎng)的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說(shuō)它也是機(jī)器的進(jìn)化過(guò)程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備。 1.1機(jī)器人概述 機(jī)器人集中力機(jī)械工程、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制理論及人工智能等多學(xué)科的最新研究成果，代表了機(jī)電一體化的最高成就，是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的最活躍的領(lǐng)域之一?，F(xiàn)實(shí)生活中可以發(fā)現(xiàn)機(jī)器人是無(wú)處不在，在人們的生

3、活中他起著十分重要的作用，并已經(jīng)完全融入了人們的生活。例如，能夠雙足行走的仿人型機(jī)器人ASIMO，可以逼真地表達(dá)喜怒哀樂(lè)情感的機(jī)器小狗AIBO，打掃房間的吸塵器機(jī)器人，為殘疾人服務(wù)的就餐輔助機(jī)器人，應(yīng)用與醫(yī)院的看護(hù)助力機(jī)器人等，都已經(jīng)成為我們生活不可分割的一部分。 1.1.1機(jī)器人的定義及特征 目前，大多數(shù)國(guó)家傾向于美國(guó)機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)（RIA）給出的定義：機(jī)器人是一種用于移動(dòng)各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置，通過(guò)可變程序動(dòng)作來(lái)執(zhí)行各種任務(wù)并具有編程能力的多功能機(jī)械手。 一般來(lái)說(shuō)，機(jī)器人具有三大特征：（1）具有擬人功能；（2）具有可編程功能；（3）具有通用性。 1.1.2機(jī)器人的分類 機(jī)

4、器人的分類方法有多種。 按機(jī)器人的發(fā)展程度可分為：第一代機(jī)器人、第二代機(jī)器人、第三代機(jī)器人、第四代機(jī)器人。 按機(jī)器人的控制方式可分為：操作機(jī)器人、程序機(jī)器人、示教-再現(xiàn)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)器人、智能機(jī)器人。 按機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域可分為：產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人、極限作業(yè)機(jī)器人、服務(wù)型機(jī)器人。 按機(jī)器人關(guān)節(jié)連接布置形式可分為：并聯(lián)機(jī)器人和串聯(lián)機(jī)器人。 本次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容就是設(shè)計(jì)六自由度機(jī)器人，這種機(jī)器人就屬于串聯(lián)機(jī)器人。 1.1.3機(jī)器人系統(tǒng)的組成 機(jī)器人系統(tǒng)是由機(jī)器人和作業(yè)對(duì)象及環(huán)境共同構(gòu)成的，其中包括機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和感知系統(tǒng)四大部分。 第二章 六自由度機(jī)械手的整體設(shè)計(jì) 2

5、.1整體分析 六自由度機(jī)械手分為機(jī)械和電氣兩個(gè)部分，整體來(lái)說(shuō)它是由鋁合金支架、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、單片機(jī)、控制板等部分構(gòu)成。六個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分別控制六個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，每個(gè)關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度，以此來(lái)控制機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)范圍以及實(shí)現(xiàn)其裝夾功能。本次設(shè)計(jì)六自由度機(jī)械手是采用AT89C51控制器控制各步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作的。 整個(gè)控制過(guò)程是這樣的：我們?cè)谟?jì)算機(jī)上，通過(guò)Keil軟件編寫(xiě)、調(diào)試好六自由度機(jī)械手動(dòng)作的控制程序，然后把程序燒寫(xiě)到單片機(jī)里面，之后通過(guò)單片機(jī)和控制板控制六個(gè)電動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)動(dòng)作，六個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又分別控制六個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，最終帶動(dòng)支架動(dòng)作，完成相應(yīng)的工作。 機(jī)械手的整體實(shí)物構(gòu)造如下圖： 2.

6、2六自由度機(jī)械手組成部分分析 六自由度機(jī)械手由機(jī)械部分和電氣部分兩個(gè)部分組成。 2.2.1機(jī)械部分分析 六自由度機(jī)械手機(jī)械部分是由機(jī)身、臂部、腕部和手臂等四個(gè)部分組成，由于它共有6個(gè)自由度，因此也相應(yīng)的添加了6個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，機(jī)械手的每個(gè)關(guān)節(jié)都由一個(gè)獨(dú)立的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制，其中j1關(guān)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)身360度旋轉(zhuǎn)，臂部j2和j3用來(lái)控制機(jī)械手在空間的位置，腕部j4和j5用來(lái)控制腕部的姿態(tài)，而j6則用來(lái)控制機(jī)械手夾具的夾緊與放松。 六自由度機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： 機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 2.2.2電氣控制部分

7、分析 六自由度機(jī)械手電氣部分主要由控制板、單片機(jī)、串行總線、驅(qū)動(dòng)模塊和通訊模塊組成。首先在計(jì)算機(jī)上用keil軟件編寫(xiě)程序，調(diào)試正確后生成.hex文件，然后將生成的.hex文件燒寫(xiě)到單片機(jī)芯片里面，把芯片插到控制板上，之后打開(kāi)電源運(yùn)行程序，控制器產(chǎn)生控制信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)分析處理后，輸出6個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊將電壓放大，最后傳輸?shù)礁鱾€(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)各個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，從而帶動(dòng)機(jī)械手按照預(yù)定的動(dòng)作軌跡運(yùn)動(dòng)。 第三章 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1機(jī)械手底盤(pán)設(shè)計(jì) 機(jī)械手的地盤(pán)是支撐整個(gè)機(jī)械手完成各種動(dòng)作的比較重要的部件，由于機(jī)械手在工作過(guò)程中可能有的動(dòng)作比較大，另外再加上提升的重物

8、，機(jī)械手的穩(wěn)定性會(huì)很難控制，考慮到要增強(qiáng)機(jī)械手的穩(wěn)定性，所以把地盤(pán)設(shè)計(jì)成圓盤(pán)狀的。另外，為了使機(jī)械手的工作范圍盡量大，在底盤(pán)上設(shè)置一個(gè)能夠旋轉(zhuǎn)360度的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。 其結(jié)構(gòu)圖如下所示： 機(jī)械手底盤(pán)圖 機(jī)械手底盤(pán)應(yīng)具有的性能：（1）底盤(pán)應(yīng)有較好的強(qiáng)度和剛度；（2）底盤(pán)應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性；（3）底盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度要高；（4）底盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性要好。 3.2機(jī)械手臂部設(shè)計(jì) 六自由度機(jī)械手臂部由大臂和小臂兩部分組成，大臂和底盤(pán)用一個(gè)擺動(dòng)關(guān)節(jié)連接，小臂和大臂也用一個(gè)擺動(dòng)關(guān)節(jié)連接，這樣臂部就具有兩個(gè)自由度。在運(yùn)動(dòng)時(shí)，

9、臂部直接承受腕部、手部和重物的載荷，因此，臂部必須具有一定的承載能力。另外，臂部是機(jī)器人的主要執(zhí)行部件，除了起支撐作用玩，它還可以改變手部的空間位置。 其結(jié)構(gòu)圖如下所示： 機(jī)械手臂部圖 機(jī)械手臂部應(yīng)具有的性能：（1）手臂應(yīng)有足夠的剛度和承載能力；（2）運(yùn)動(dòng)靈活性要好；（3）慣性要小；（4）穩(wěn)定性要好，運(yùn)動(dòng)精度要高。 3.3機(jī)械手腕部設(shè)計(jì) 六自由度機(jī)械手的腕部就像人的手腕一樣，一般要能夠擺動(dòng)和回轉(zhuǎn)，而且腕部是連接機(jī)械手的臂部和手臂的部件，它是由一個(gè)擺動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成，也具有兩個(gè)自由度。 其結(jié)構(gòu)圖如下所示：

10、 機(jī)械手腕部圖 機(jī)械手手腕應(yīng)具有的性能：（1）結(jié)構(gòu)要緊湊；（2）擺動(dòng)彎曲和轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性要好；（3）剛度和穩(wěn)定性要好。 3.4機(jī)械手手部設(shè)計(jì) 手部是機(jī)械手的最末斷，它是機(jī)械手用來(lái)抓取重物的一個(gè)重要部件。它對(duì)重物的夾緊和放松功能是通過(guò)一個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)和一個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。 其結(jié)構(gòu)圖如下所示： 手部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 機(jī)械手手部應(yīng)具有的性能：（1）手部應(yīng)具有一定的夾緊能力，以防止重物在運(yùn)送過(guò)程中滑落；（2）手部的張合運(yùn)動(dòng)要靈活；（3）手部是機(jī)械手的末端操作器，應(yīng)方便拆裝，使機(jī)械手的應(yīng)用范圍更廣。 第四章 電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1

11、六自由度機(jī)械手的電氣控制流程 首先是在計(jì)算機(jī)上用keil軟件編寫(xiě)程序，調(diào)試正確后生成.hex文件，然后將生成的.hex文件燒寫(xiě)到單片機(jī)芯片里面，把芯片插到控制板上，之后打開(kāi)電源運(yùn)行程序，控制器產(chǎn)生控制信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)分析處理后，輸出6個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊將電壓放大，最后傳輸?shù)礁鱾€(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)各個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，從而帶動(dòng)機(jī)械手按照預(yù)定的動(dòng)作軌跡運(yùn)動(dòng)。 其電氣控制流程圖如下： 4.2六自由度機(jī)械手的電氣控制系統(tǒng)硬件接線 其控制系統(tǒng)硬件接線圖如下： 4.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算及選型 由于全閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)難度較大，成本高，而半閉環(huán)控制系統(tǒng)調(diào)試也比開(kāi)

12、環(huán)控制系統(tǒng)要難，結(jié)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜，因此本次實(shí)驗(yàn)主要是采用開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制，而開(kāi)環(huán)系統(tǒng)往往采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。以下簡(jiǎn)圖是機(jī)械手提升物體過(guò)程中力臂最長(zhǎng)、產(chǎn)生力矩最大的一個(gè)極限位置，此時(shí)重物到機(jī)械手底座的力臂長(zhǎng)L為500cm即0.5m。由設(shè)計(jì)要求知，重物質(zhì)量m為300g即0.3kg。顯然，此刻關(guān)節(jié)j2承受的力矩T最大為： T=m*g*L=0.3*10*0.5=1.5N/m 即關(guān)節(jié)j2處的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能夠承受的最大轉(zhuǎn)矩必須大于或等于1.5N/m。 對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇，通?？筛鶕?jù)需要的轉(zhuǎn)矩大小(即所要帶動(dòng)物體的扭力大小)，來(lái)選擇哪種型號(hào)的電機(jī)。大致說(shuō)來(lái)，扭力在0.8N.m以下，

13、選擇20、28、35、39、42(電機(jī)的機(jī)身直徑或方度，單位：mm);扭力在1N.m左右的，選擇57電機(jī)較為合適。扭力在幾個(gè)N.m或更大的情況下，就要選擇86、110、130等規(guī)格的步進(jìn)電機(jī)。由上述計(jì)算結(jié)果知電機(jī)需要承受的最大轉(zhuǎn)矩T=1.5N/m，顯然是在1N.m左右的，故可選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：57型號(hào)電機(jī)。 機(jī)械手提升物體產(chǎn)生最大力矩極限位置圖示 4.4 AT89C51微控制器的介紹 AT89C51是一種低電壓、高性能CMOS 8位微控制器，又俗稱單片機(jī)，它具有4K 系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。其芯片引腳表示如下圖所示：

14、 AT89C51引腳圖 第五章 機(jī)械手控制程序編寫(xiě)及其分析 5.1程序編寫(xiě) 由于本次課程設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)定，我們小組第二組的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)接口為P0口的第2位到第7位之間，所以我個(gè)人選擇的驅(qū)動(dòng)信號(hào)接口為P0_5。 以下是機(jī)械手從左邊搬運(yùn)物體到右邊的動(dòng)作執(zhí)行程序： #include #include #define uchar unsigned char #define RXD P0_5 #define TXD P0_5 #define WRDYN 44 //寫(xiě)延時(shí) #define RDDYN 43 //讀延時(shí) //延時(shí)程序

15、* void Delay2cp(unsigned char i) { while(--i); //剛好兩個(gè)指令周期。 } //往串口寫(xiě)一個(gè)字節(jié) void WByte(uchar in ) { uchar i=8; TXD=(bit)0; //發(fā)送啟始位 Delay2cp(183); //發(fā)送8位數(shù)據(jù)位 while(i--) { TXD=(bit)(in &0x01); //先傳低位

16、 Delay2cp(176); in =in >>1; } //發(fā)送校驗(yàn)位(無(wú)) TXD=(bit)1; //發(fā)送結(jié)束位 Delay2cp(190); } //從串口讀一個(gè)字節(jié) uchar RByte(void) { uchar Out =0; uchar i=8; uchar temp=RDDYN; //發(fā)送8位數(shù)據(jù)位 while ( RXD ); Delay2cp(187); //此處注意，等過(guò)起始位 Dela

17、y2cp(94); while(i--) { Out >>=1; if(RXD) Out |=0x80; //先收低位 Delay2cp(179); //(96-26)/2，循環(huán)共占用26個(gè)指令周期 } while(--temp) //在指定的時(shí)間內(nèi)搜尋結(jié)束位。 { Delay2cp(1); if(RXD) break; //收到結(jié)

18、束位便退出 } return Out ; } int motormove(char channel, char ramp, int position) { unsigned char i; uchar cmd[8] ="!SC"; cmd[3] = channel; cmd[4] = ramp; cmd[5] = position; cmd[6] = position>>8; cmd[7] = 0x0D; for(i=0; i<8; i++) { WByte(cmd[i]);

19、 } } // Bse Bcpt elbw wrst wrstR grppr int code armdata[] = { 0, 700, 800, 540, 750, 1000, //關(guān)節(jié)j1回轉(zhuǎn)到0位置，關(guān)節(jié)j6處于最大轉(zhuǎn)角處，如圖1 0, 550, 800, 540, 750, 1000,//關(guān)節(jié)j2轉(zhuǎn)角開(kāi)始變小，手臂開(kāi)始下降，如圖2 0, 400, 800, 840, 750, 1000,//關(guān)節(jié)j2和關(guān)節(jié)j4同時(shí)改變，使機(jī)械手末端操作器平直地到達(dá)拾取

20、物體的適當(dāng)位置，如圖3 0, 400, 800, 840, 750, 860,//關(guān)節(jié)j6轉(zhuǎn)角變小，使末端操作器實(shí)現(xiàn)夾緊物體的動(dòng)作 0, 400, 800, 840, 750, 860,//夾緊物體穩(wěn)定，如圖4 0, 550, 800, 640, 750, 860,//關(guān)節(jié)j2轉(zhuǎn)角開(kāi)始變大，同時(shí)為了使物體平穩(wěn)升起，關(guān)節(jié)j4轉(zhuǎn)角變小，物體被提起，如圖5 0, 700, 800, 540, 750, 860,//物體被提升到最高位 0, 700, 800,

21、 540, 750, 860,//物體在高位達(dá)到穩(wěn)定，如圖6 1000, 700, 800, 540, 750, 860,//關(guān)節(jié)j1轉(zhuǎn)角變大，使物體從左邊高位被運(yùn)送到右邊高位 1000, 700, 800, 540, 750, 860, 1000, 700, 800, 540, 750, 860,//物體在右邊高位達(dá)到穩(wěn)定，如圖7 1000, 550, 800, 640, 750, 860,//關(guān)節(jié)j2和關(guān)節(jié)j4同時(shí)變化，使物體平穩(wěn)下放，如圖8 1000, 400, 800, 840,

22、 750, 860,//物體下放到地面，如圖9 1000, 400, 800, 840, 750, 1000,//物體在地面達(dá)到穩(wěn)定，手臂松開(kāi)物體，如圖10 1000, 550, 800, 640, 750, 1000,0xff};//機(jī)械手臂上升回位，如圖11 int code delay[] = { 20,20,15,20,30,10,10,10,30,20,10,30,10,10,20}; int robotmove(int i, int* movedata) { uchar j; while(*movedata!=

23、0xff) { for(j=0; j

24、); motormove(0x04,15,*movedata++); delay_nms(delay[j/6]); motormove(0x05,15,*movedata++); delay_nms(delay[j/6]); delay_nms(2000); //讓所有動(dòng)作執(zhí)行完 } } } int main(void) { uart_Init(); robotmove(90,armdata); delay_nms(100); } 5.2 程序分析 分析上面的執(zhí)行程序可知，該程序總體上是由一個(gè)主函數(shù)和幾個(gè)

25、個(gè)子函數(shù)組成。程序的主函數(shù)是在程序末尾函數(shù)頭為main的那一小段，主程序通過(guò)調(diào)用各個(gè)子函數(shù)來(lái)完成程序的運(yùn)行。首先main函數(shù)調(diào)用子函數(shù)uart_Init（），由這個(gè)子函數(shù)主要負(fù)責(zé)單片機(jī)串口中斷驅(qū)動(dòng)程序、發(fā)送和接收中斷信號(hào)、初始化串行口和UART波特率函數(shù)。然后調(diào)用子函數(shù)robotmove(90,armdata)用來(lái)完成各個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角控制。最后調(diào)用子函數(shù)delay_nms(100)用來(lái)完成各個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)動(dòng)作延遲時(shí)間的控制。 5.2.1 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的參數(shù)調(diào)整 改變子函數(shù)robotmove(90,armdata)中數(shù)組armdata[]的相應(yīng)數(shù)組元素就可以調(diào)整各個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角角度，

26、從而得到自己期望的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡。以下是程序中的一段，它主要是機(jī)械手從左邊搬運(yùn)物體到右邊的數(shù)據(jù)調(diào)整及其說(shuō)明： // Bse Bcpt elbw wrst wrstR grppr int code armdata[] = { 0, 700, 800, 540, 750, 1000, //關(guān)節(jié)j1回轉(zhuǎn)到0位置，關(guān)節(jié)j6處于最大轉(zhuǎn)角處，如圖1 0, 550, 800, 540, 750, 1000,//關(guān)節(jié)j2轉(zhuǎn)角開(kāi)始變小，手臂開(kāi)始下降，如圖2 0, 400, 800, 840, 7

27、50, 1000,//關(guān)節(jié)j2和關(guān)節(jié)j4同時(shí)改變，使機(jī)械手末端操作器平直地到達(dá)拾取物體的適當(dāng)位置，如圖3 0, 400, 800, 840, 750, 860,//關(guān)節(jié)j6轉(zhuǎn)角變小，使末端操作器實(shí)現(xiàn)夾緊物體的動(dòng)作 0, 400, 800, 840, 750, 860,//夾緊物體穩(wěn)定，如圖4 0, 550, 800, 640, 750, 860,//關(guān)節(jié)j2轉(zhuǎn)角開(kāi)始變大，同時(shí)為了使物體平穩(wěn)升起，關(guān)節(jié)j4轉(zhuǎn)角變小，物體被提起，如圖5 0, 700, 800, 540, 750,

28、 860,//物體被提升到最高位 0, 700, 800, 540, 750, 860,//物體在高位達(dá)到穩(wěn)定，如圖6 1000, 700, 800, 540, 750, 860,//關(guān)節(jié)j1轉(zhuǎn)角變大，使物體從左邊高位被運(yùn)送到右邊高位 1000, 700, 800, 540, 750, 860, 1000, 700, 800, 540, 750, 860,//物體在右邊高位達(dá)到穩(wěn)定，如圖7 1000, 550, 800, 640, 750, 860,//關(guān)節(jié)j2和關(guān)節(jié)

29、j4同時(shí)變化，使物體平穩(wěn)下放，如圖8 1000, 400, 800, 840, 750, 860,//物體下放到地面，如圖9 1000, 400, 800, 840, 750, 1000,//物體在地面達(dá)到穩(wěn)定，手臂松開(kāi)物體，如圖10 1000, 550, 800, 640, 750, 1000,0xff};//機(jī)械手臂上升回位，如圖11 5.2.2機(jī)械手從左邊搬運(yùn)物體到右邊的運(yùn)動(dòng)步驟及插圖 開(kāi)始啟動(dòng) 圖1 手部下降 圖2 手部到達(dá)指定位置

30、 圖3 夾緊物體 圖4 開(kāi)始提升重物 圖5 重物上升到最高位 圖6 運(yùn)送物體到達(dá)右端高位 圖7 重物開(kāi)始下放 圖8 重物下放到右端地面 圖9 手部松開(kāi)重物 圖10 機(jī)械手回位，第一次運(yùn)送完成 圖11 第六章 設(shè)計(jì)總

31、結(jié)和感想 本次機(jī)電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是采用分組合作的形式進(jìn)行的。這次設(shè)計(jì)經(jīng)歷了好幾個(gè)周的時(shí)間，剛開(kāi)始那幾天，由于對(duì)機(jī)器人的實(shí)際操作能力比較欠缺，之前也不怎么接觸機(jī)械手，因此到了實(shí)驗(yàn)室都不知道如何下手。后來(lái)，在老師和兩個(gè)師兄的幫助下，我們開(kāi)始有了想法，為了更方便學(xué)習(xí)，后來(lái)我們向老師申請(qǐng)把機(jī)械手帶回宿舍進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，老師也同意了我們的申請(qǐng)。在寢室里面，我們幾個(gè)同學(xué)一起合作，最終還是成功的使機(jī)械手動(dòng)了起來(lái)，當(dāng)時(shí)心里面也挺激動(dòng)的，雖然有點(diǎn)累，基本上午覺(jué)我們都沒(méi)有睡，但是感覺(jué)自己這幾天的辛苦還是沒(méi)有白費(fèi)，挺有成就感的。 總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，以前在學(xué)

32、習(xí)《C語(yǔ)言編程》和《單片機(jī)應(yīng)用》的時(shí)候，總是覺(jué)得學(xué)校安排的這些課都沒(méi)什么用，當(dāng)時(shí)也只是學(xué)了一些理論知識(shí)，一點(diǎn)實(shí)際操作的經(jīng)歷都沒(méi)有，這次課程設(shè)計(jì)中我才發(fā)現(xiàn)，不是學(xué)習(xí)《C語(yǔ)言編程》和《單片機(jī)應(yīng)用》沒(méi)用，是我們沒(méi)有把它們用在實(shí)際操作當(dāng)中，因?yàn)楣馐菍W(xué)校理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，才能提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力，才能真正學(xué)會(huì)它們的用法，才會(huì)充分地去利用這些珍貴的資源。 另外，我們?cè)诖舜握n程設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了很多問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己真的有很多不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。后來(lái)通過(guò)查資料，分析資料及

33、請(qǐng)教老師和同學(xué)等途徑，在全組同學(xué)的努力和合作下，這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，此次課程設(shè)計(jì)，我們學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問(wèn)題，出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益非淺。 在此，我要再次感謝蔡老師、楊老師以及兩位師兄在我們?cè)O(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我們的細(xì)心指導(dǎo)，沒(méi)有他們的幫助，我們不可能這么順利地完成本次課程設(shè)計(jì)，謝謝你們！ 參考文獻(xiàn): [1] 韓建海.工業(yè)機(jī)器人[M]. 華中科技大學(xué)出版社，2013.1 [2]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)教程[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2007.5 [3] 張毅剛. 單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]. 北京：高等教育出版社，2004.1 [4] 機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)編委會(huì). 機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.9 [5] 陸昆，奚大順，李之權(quán)等. 電子設(shè)計(jì)技術(shù)[M]. 北京：電子科技大學(xué)出版社，1998.10 18