半岛体育机械机械臂速成小指南（三）：臂的结构

　　半岛体育机械因此要想搞明白机械臂怎么控制你首先需要知道机械臂上面都有些什么东西它们之间的关系是什么即机械臂的

　　机械臂分为串联机械臂与并联机械臂。在指南中我们主要研究的是串联机械臂。

　　机械臂的运动能力由关节保证。两个相邻连杆的连接可以通过移动关节 prismatic joint或旋转关节 revolute joint实现。在一个开式运动链中每一个移动关节或转动关节都为机械结构提供一个自由度 degrees of freedom , DOF )。移动关节可以实现两个连杆之间的相对平移而旋转关节可以实现两个连杆之间的相对转动旋转关节相较移动关节更为简捷可靠。而在闭式运动链中由于闭环带来的约束自由度要少于关节数。

　　在机械臂上必须合理地沿机械结构配置自由度以保证系统能够有足够的自由度来完成指定的任务。通常在三维空间里一项任意定位和定向的任务中需要6个自由度其中3个自由度用于实现对目标点的定位另外3个自由度用于实现在参考坐标系中对目标点的定向。如果系统可用的自由度超过任务中变量的个数则从运动学角度而言机械臂是运动学冗余 kinematically redundant 的。

　　考虑典型的六自由度工业机械臂。这种机械手不是本质上冗余的(nm6)但是相对其执行的任务它有可能在功能上具有冗余性。例如在激光切割任务中因为末端执行器绕接近方向的旋转与完成任务无关(r5)因此将会出现功能性冗余其中r为机械臂操作空间的分量个数。

　　笛卡尔机械臂的几何构形由三个移动关节实现其特点是它的三轴相互垂直图1.2)。从几何观点看每一个自由度对应于一个笛卡尔空间变量因此在空间中能够很自然地完成直线运动。笛卡尔结构能提供很好的机械刚性。腕在工作空间中的定位精度上处处为常量。这就是由长方体构成的工作空间,如上图中图a所示。由于所有的关节都是移动关节所以该结构精确性高但灵活性较差。要对目标进行操纵需要从侧面去接近目标。另一方面如果想要从顶部靠近目标笛卡尔机械手可以通过龙门架 gantry 结构实现如下图所示。

　　圆柱型机械臂的机械结构与笛卡儿机械臂的区别在于第一个移动关节被旋转关节所替代。圆柱型结构提供了良好的机械刚度其腕的定位精度有所降低而水平方向的动作能力则有所提高。

　　圆柱型机械臂的工作空间是空心圆柱体的一部分。由于圆柱形机械臂拥有水平方向的移动关节圆柱型机械臂的腕部适合操作水平方向的工件半岛体育机械。

　　同时圆柱型机械臂主要用于平稳地运送大型工件在这种情况下使用液压驱动比使用电机驱动更合适。

　　球型机械臂的机械结构与圆柱型机械臂的区别在于第二个移动关节被旋转关节所替代。球型机械臂的机械强度低于笛卡尔机械臂与圆柱型机械臂机械结构更为复杂半岛体育机械。

　　球型机械臂的径向操作能力较强其工作空间是一个中空的球型的一部分。

　　SCARE机械臂的特殊机械结构使得所有的运动轴都是平行的这使得它拥有垂直方向作业的高度稳定性与水平方向装载的优越灵活性。

　　拟人型机械手的几何构形由三个转动关节实现。其第一个关节的旋转轴与另外两个关节的旋转轴垂直而另外两个关节的旋转轴是平行的如下图所示。由于其结构和功能与人类的胳膊相似相对应地称第二个关节为肩关节第三个关节由于联结了胳膊和前臂所以称为肘关节。拟人型机械手的结构是最灵活的一种因为其所有关节都是转动型的。另一方面拟人型机械手的自由度与笛卡儿空间变量之间失去了对应性所以腕的定位精度在工作空间内是变化的。拟人型机械手的工作空间近似于球形空间的一部分相较于其负担而言工作空间的容积较大。其关节通常由电机驱动。拟人型机械手具有很广阔的工业应用范围。

　　Stewart机构成功应用于大功率装配机器人、步行机器人、机器人手腕等。

　　Delta机械臂属于高速、轻载的并联机械臂承载能力强、刚度大、自重负荷比小、动态性能好。一般通过示教编程或视觉系统捕捉目标物体由三个并联的伺服轴确定抓具中心的空间位置实现目标物体的运输加工等操作。

　　Delta机械臂主要应用于食品、药品和电子产品等加工、装配受到广泛应用。

　　物质是基础，因此，要想搞明白机械臂怎么控制，你首先需要知道机械臂上面都有些什么东西，它们之间的关系是什么半岛体育机械，即机械臂的机械结构和核心部件。 本章主要介绍机械臂的机械结构。 机械臂的机械机构由一系列刚性构件（连杆）通过链接（关节）联结起来，机械手的特征在于具有用于保证可移动性的臂（ arm )，提供灵活性的腕（ wrist ）和执行机器人所需完成任..........................................

　　一、PUMA560简介PUMA-560机器手是工业机器人, 或称机器人操作

　　相似, 是由一系列刚性连杆通过一系列柔性关节交替连接而成的开式链。这些连杆就像人的骨架, 分别类似于胸、上

　　重新定义速度i++)jn_joints;j++)将ROS强大的功能应用到工业生产的过程中；为工业机器人的研究与应用提供快捷有效的开发途径；为工业机器人创建一个强大的社区支持；为工业机器人提供一站式的工业级ROS应用开发支持。

　　3D图纸_Solidworks设计包含CAD图及文件清单,可供学习及设计参考： 序号 代号（型号） 名称 数量 材料 电机配减速器 备注 1 LZ-DJ01-01.01 底座 1 45 机加工件 2 LZ-DJ01-01.02 电机 底座 1 45 机加工件 3 FL60STH45-2008AF 步进电机1 1 材质 未指定 60JMS300K-23UDG 外购件 4 LZ-DJ01-01.03 电机1轴承座 1 45 机加工件 5 GB/T 301-1995 推力球轴承51205 1 材质 未指定 外购件 6 GB/T 276-94 深沟球轴承61907-2Z 1 材质 未指定 外购件 7 LZ-DJ01-01.04 电机1法兰 1 材质 未指定 机加工件 8 LZ-DJ01-01.05 底盘安装板 1 45 机加工件 9 GB/T 70.1-2000 内六角圆柱头螺钉M5×16 28 材质 未指定 标准件 10 GB/T 70.1-2000 内六角圆柱头螺钉M5×10 12 材质 未指定 标准

　　已发展了近七十年岁月，从粗糙的工业生产用具变为多学科交叉融合的工业艺术，进入社会的各个角落。下面，我们简要地回顾一下

　　是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性, 已在工业装配, 安全防爆等领域得到广泛应用。

　　是一个复杂系统, 存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而

　　（ arm )，提供灵活性的腕（ wrist ）和执行机器人所需完成任务的末端执行器（ end - effector )。

　　的运动能力由关节保证。两个相邻连杆的连接可以通过移动关节（ prismatic joint）或旋转关节（ revolute joint）实现。在一个开式运动链中，每一个移动关节或转动关节都为

　　提供一个自由度（ degrees of freedom , DOF )。

　　要从一个点运动到另一个点，我们要求所有的关节和终端机构在运动的过程中都不能碰到障碍物，这个称为路径规划。

　　自适应神经网络控制的应用领域，如在自动化生产线上的成套装配和分拣作业中的应用等。

　　进行了刚性体及柔性体的动力学仿真分析,获取各连杆在最差工作条件下的载荷分布,利用ANSYS软件对各连杆进行了

　　手的插补控制。通过对插补控制器硬件与软件模块组成和功能的设计,实现了输入脉冲的产生、输出脉冲的计数以及运动方向的控制。根据物料输送轨迹的特点,设计了快速插补准备模块的算法,对等速和加减速阶段进行了参数计算,为基于

　　维修的焊接设备质量低下,功能单一,可靠性和可操作性低。针对这种情况,基于ARM微处理器设计一个焊接

　　的位置,并给出了关键模块的软硬件设计。充分发挥了STM32F103的高性能优势,使得焊接的精度更加准确。

　　仿生机器人手指 本设计基于一个简单但有效的想法：使用主动肌和阻抗方法来实现机器人手指的弯曲和伸展，遵循一种生物启发的方法，即稳定的弹性体材料（硅胶片）对应人体伸肌肌腱， 介绍了一种机器人手指的

　　。弹性体材料显示在图像的下部（白板），而用于肌腱布线的低摩擦管与刚性指骨一起出现在图像的上部（白色管）。手指的底部也被描绘在图片的右侧。 带多个槽的模块化手指基部 机器人手有一个模块化的手指基部，配备了5个插槽，可以用来“容纳”总共四个手指。更具体地说，可以开发具有各种几何

　　，其中伸缩关节为第七关节。 2. RRT避障算法：利用RRT（Rapidly-exploring Random Tree）避障算法，使

　　可以无碰撞地提取小球。 3. 小球抓取顺序规划：按照小球体积大小，从大到小依次抓取，设计抓取顺序。 4. 多项式轨迹规划：使用多项式轨迹规划将

　　使用旧版本MATLAB打开新版本MATLAB创建的.slx文件 & 提高MATLAB启动速度