下載后文件包含有 CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985題 目 五自由度工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 年 月 日下載后文件包含有 CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985I任 務(wù) 書院(系) 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 五自由度工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)工作自 年 月_ __日 起至 年 月 日止三、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn): 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容要求：（1） ． 查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，了解機(jī)械手結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀與趨勢(shì) （2） ． 熟悉計(jì)算機(jī)繪圖軟件的使用，能利用它對(duì)機(jī)械手零部件進(jìn)行建模 （3） ． 確定機(jī)械手的本體結(jié)構(gòu)，并對(duì)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 （4） ． 畫出所設(shè)計(jì)的重要零件圖和裝配圖 （5） ． 繪制傳動(dòng)鏈簡(jiǎn)圖 （6） ． 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，具體要求見(jiàn)《XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說(shuō)明書）撰寫規(guī)范》 接 受 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 開(kāi) 始 執(zhí) 行 日 期 學(xué) 生 簽 名 下載后文件包含有 CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985II五自由度工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[摘要]機(jī)械手是機(jī)器進(jìn)化和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，機(jī)械手從問(wèn)世到現(xiàn)在經(jīng)過(guò) 50多年的發(fā)展，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)，科學(xué)研究以至整個(gè)社會(huì)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越顯著的作用，成為人們生活學(xué)習(xí)中的好幫手，近十年來(lái)各種用途的機(jī)械手得到了更廣泛的應(yīng)用，如焊接、噴漆、搬運(yùn)等用于制造車間的工業(yè)機(jī)械手。學(xué)習(xí)了機(jī)械手技術(shù)知識(shí)，查閱了大量的文獻(xiàn)資料，對(duì)國(guó)內(nèi)外機(jī)械手、主要是工業(yè)機(jī)械手的現(xiàn)狀有了比較詳細(xì)的了解。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合本人的設(shè)想，和設(shè)計(jì)工作中需要解決的任務(wù)，本文主要研究機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要進(jìn)行以下工作:本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本機(jī)械手手臂結(jié)構(gòu)方案確定后要運(yùn)用 AutoCAD 把其平面裝配圖做出。[關(guān)鍵詞]機(jī)械手、AutoCAD、機(jī)械手臂下載后文件包含有 CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985III下載后文件包含有 CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IV下載后文件包含有 CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IIIFive Degree of Freedom Industrial Robot Structure DesignAbstract: This paper studied and designed a five-DOF assembly processing robot, and carries on the kinematics and dynamics analysis, simulation. At last static analysis and modal analysis for the key parts of the robot by FEM, compared the analytical results .The main work was as follows:On the basis of actual situation and similar structure, Designed the kinematics and Structural programs for the five-Dof assembly processing robot, and used 3-D software to devise the structure of main part of the second proposal, at last, framed the dimensional model.Complied the assembly processing robot analytical soft and kinematics analytical; calculate the kinematic equations and the positive 質(zhì)量 3.8kg。mN?5.83.5 氣爪的選擇計(jì)算夾持力：n 個(gè)手指的總夾持力產(chǎn)生的摩擦力 必須大于夾持工件的重力 mg ，考慮到搬Fn?運(yùn)工件的加速度及沖擊力等，必須設(shè)定一個(gè)安全系數(shù) ，故因滿足?（3.12）g?既（3.13）mn???式中 —摩擦系數(shù)，橡膠與鑄鐵的摩擦系數(shù)為 ， —安全系數(shù)，取 =3。?8.0??所以，（3.14）NF5.37.21??所以，選擇平行型氣爪 6310系列產(chǎn)品，型號(hào)為 夾持力為 45N，因?yàn)?45NF,所.6C?下載后文件包含有 CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 17 頁(yè) 共 42 頁(yè)以 是合格的。.25.6310NC?下載后文件包含有 CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 18 頁(yè) 共 42 頁(yè)致謝本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)教師 XXXX老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始到畢業(yè)完成，張老師淵博的學(xué)識(shí)、活躍的學(xué)術(shù)思想、對(duì)待研究的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和無(wú)私的奉獻(xiàn)精神都是學(xué)生的楷模，張老師平易近人的處世方式也為學(xué)生樹(shù)立了榜樣，學(xué)生所取得的每一點(diǎn)成績(jī)和每一次進(jìn)步，無(wú)不凝聚著張老師大量的心血。在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向尊敬的張老師致以崇高的敬意和由衷的感謝。 其次，感謝機(jī)械工程學(xué)院各位老師和同學(xué)提供的各方面幫助。 也感謝我的家人。他們的支持和理解是我完成學(xué)業(yè)的前提和動(dòng)力。沒(méi)有他們的支持我不可能順利完成我的學(xué)業(yè)。再次，向所有給予我關(guān)心和幫助的老師、同學(xué)和親友致以深深的謝意和美好的祝福。下載后文件包含有 CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 19 頁(yè) 共 42 頁(yè)參考文獻(xiàn)[1] 江志.機(jī)械手歷史[J].中國(guó)青年科技,2003（11）：36-37[2] 張效祖.工業(yè)機(jī)械手的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2004(5) ：33-36[3] 蘭勇.移動(dòng)式直角坐標(biāo)機(jī)械手設(shè)計(jì)與研究[D].陜西科技大學(xué)，2009[4] 陳興云.焊接機(jī)械手二次開(kāi)發(fā)技術(shù)應(yīng)用與研究[D].東南大學(xué), 2010[5] 肖鄭進(jìn).SCARA 平面關(guān)節(jié)式裝配機(jī)械手設(shè)計(jì)與精度分析[D].南京理工大學(xué).2002.[6] 陳博.機(jī)械手技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與最新發(fā)展[J].西安教育學(xué)院學(xué)報(bào),2004，19(3)：85-87[7] 邢東升.六自由度噴涂機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制[D].天津大學(xué)，2008[8] 王華.基于貴傳支持向量機(jī)的傳感器非線性校正方法[D],蘭州理工大學(xué)，2011[9] 董欣勝等.裝配機(jī)械手的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù).2007(8).2-4.[10] 黃建民等.服務(wù)機(jī)械手發(fā)展現(xiàn)狀[J].裝備機(jī)械，2007（4）：2-5[11] 劉冬梅等.國(guó)內(nèi)步行爬坡機(jī)械手研究動(dòng)態(tài)[J].機(jī)械手技術(shù)與應(yīng)用，2008（4）：[12] 白民,劉遠(yuǎn)江.從 2004中國(guó)國(guó)際機(jī)械手展覽看中國(guó)機(jī)械手產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和未來(lái)[J]:機(jī)械手技術(shù)與應(yīng)用.2005.(1):20-24 [13] 王坤興.機(jī)械手技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J]:機(jī)械手技術(shù)與應(yīng)用.1999.(6):10-12 [14] 國(guó)家 863 計(jì)劃智能機(jī)械手專家組,機(jī)械手博覽[M].合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,2001 [15] 陳佩云.我國(guó)工業(yè)機(jī)械手發(fā)展?fàn)顩r[J]:機(jī)械手技術(shù)與應(yīng)用.2001, (1):2-5 [16] 劉進(jìn)長(zhǎng).我國(guó)機(jī)械手發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]:機(jī)械手技術(shù)與應(yīng)用.2000, (3): 2-5 [17] 馬頌德.基礎(chǔ)技術(shù)研究與隊(duì)伍建設(shè)[J]:機(jī)械手技術(shù)與應(yīng)用.2001, (5) : 2-5[18] 劉成良，張為公. 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The structure design and kinematics of a robot manipulator[J]: Robotics and Computer-Integrated Manufacturing.1989, 1(5) :2-3,153-158 下載后文件包含有 CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 20 頁(yè) 共 35 頁(yè)外文翻譯現(xiàn)代機(jī)械工程,2011年,47-55http://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(kāi)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 Salgado21Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Taif University, Al-Haweiah, Saudi Arabia2Tecnológico de Monterrey, Campus Ciudad Juárez, Ciudad Juarez, Mexico郵箱: ashr12000@yahoo.com2011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(kāi)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)械手控制下載后文件包含有 CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 21 頁(yè) 共 35 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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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)?，末端是一個(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。下載后文件包含有 CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 22 頁(yè) 共 42 頁(yè)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盎司下載后文件包含有 CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 23 頁(yè) 共 42 頁(yè)/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)樗菀准庸ぃ哂辛己玫哪土可?。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。題 目 五自由度工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 年 月 日任 務(wù) 書院(系) 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 五自由度工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)工作自 年 月_ __日 起至 年 月 日止三、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn): 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容要求：第 2 頁(yè) 共 2 頁(yè)（1） ． 查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，了解機(jī)械手結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀與趨勢(shì) （2） ． 熟悉計(jì)算機(jī)繪圖軟件的使用，能利用它對(duì)機(jī)械手零部件進(jìn)行建模 （3） ． 確定機(jī)械手的本體結(jié)構(gòu)，并對(duì)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 （4） ． 畫出所設(shè)計(jì)的重要零件圖和裝配圖 （5） ． 繪制傳動(dòng)鏈簡(jiǎn)圖 （6） ． 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，具體要求見(jiàn)《XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說(shuō)明書）撰寫規(guī)范》 接 受 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 開(kāi) 始 執(zhí) 行 日 期 學(xué) 生 簽 名 第 1 頁(yè) 共 35 頁(yè)外文翻譯現(xiàn)代機(jī)械工程,2011年,47-55http://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(kāi)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 Salgado21Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Taif University, Al-Haweiah, Saudi Arabia2Tecnológico de Monterrey, Campus Ciudad Juárez, Ciudad Juarez, Mexico郵箱: ashr12000@yahoo.com2011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(kāi)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 2 頁(yè) 共 35 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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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。第 3 頁(yè) 共 11 頁(yè)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盎司第 4 頁(yè) 共 11 頁(yè)/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。第 5 頁(yè) 共 11 頁(yè)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)。第 6 頁(yè) 共 11 頁(yè)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(kāi)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。第 7 頁(yè) 共 11 頁(yè)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?；旧希謩?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。可能的實(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(kāi)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(kāi)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。第 8 頁(yè) 共 11 頁(yè)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(kāi)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Ｔ谖覀兊臏y(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） 。第 9 頁(yè) 共 11 頁(yè)?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(kāi)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?？刂频臋C(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。第 10 頁(yè) 共 11 頁(yè)9、參考文獻(xiàn)[1]操作工業(yè)機(jī)械手的詞匯，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)械手，IFR 國(guó)際機(jī)械手聯(lián)盟，2010。[3]案例研究和機(jī)械手投資的收益，IFR 統(tǒng)計(jì)系，2008。[4] J.W.王、R.J.張等?！岸喙δ苤悄軝C(jī)械手的手臂”，F(xiàn)UZZ-IEEE雜志，韓國(guó)，2009八月20-24，pp.1995-2000。[5] L.B.Duc，M.賽弗汀等。“設(shè)計(jì)的8自由度仿人機(jī)械手手臂”，國(guó)際會(huì)議上的智能和先進(jìn)的系統(tǒng)，吉隆坡，2007十一月25-28日，pp.1069-1074。[6]C.R. 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