主從機械手畢業(yè)設(shè)計論文

1、<p><b>　　主從機械手</b></p><p><b>　　作 者： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p><b>　　2013年5月</b></p><p><b>　　摘要&

2、lt;/b></p><p>　　在當(dāng)今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過程的自動化程度，工業(yè)機器人作為自動化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認同并采用。工業(yè)機器人的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個國家工業(yè)自動化的水平，目前，工業(yè)機器人主要承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運以及堆垛等重復(fù)性并且勞動強度極大的工作，工作方式一般采取示教再現(xiàn)的方式。</p><p&g

3、t;　　主從機械手的的設(shè)計思路為：設(shè)計一個主動機器人作為操作端來使用，操作人員按照自己的意圖控制主動機器人的末端執(zhí)行器進行運動，那么主動機器人各關(guān)節(jié)在運動中生成的信號值就是作為發(fā)往從動端機器人各關(guān)節(jié)的驅(qū)動指令值。主從式機器人分為單向式與雙向式，在雙向式操作系統(tǒng)中，從動機器人在操作中的有關(guān)力度等信息可以反饋給操作人員，以便其加以調(diào)整力量大小。</p><p>　　首先，本文將設(shè)計機器人的底座、大臂、小臂和機械手的結(jié)

4、構(gòu)，然后選擇合適的驅(qū)動方式，搭建機器人的結(jié)構(gòu)平臺；在此基礎(chǔ)上，本文將設(shè)計該機器人的控制系統(tǒng)，包括舵機設(shè)置、AD（AD沒有轉(zhuǎn)換模式）設(shè)置和IO設(shè)置，重點加強控制軟件的可靠性和機器人運行過程的安全性，最終實現(xiàn)的目標(biāo)包括：關(guān)節(jié)的制動、實時監(jiān)測主從機械手的轉(zhuǎn)動、抓取情況、主從機械手的編程和在線修改程序、以及機械手的抓取情況。</p><p>　　關(guān)鍵詞：主從機械手，編程，舵機，制動</p><p>

5、;<b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In today's mass manufacturing, the enterprises to improve production efficiency, ensure product quality, generally attaches great importance to the production proc

6、ess automation, industrial robot as an important member of automation production line by enterprise gradually is accepted and adopted. Industrial robot technology level and application level in a certain extent reflects

7、a country's industrial automation level, at present, the industrial robot is mainly responsible for welding, spraying</p><p>　　Design idea of master-slave manipulator is: the design of an active robot as

8、 operation use, operation personnel according to his intentions active robot control actuators for movement, at the end of the active signal value generated in each joint of the robot is as to the driven end driving inst

9、ruction value of each joint. Master-slave robot is divided into a unidirectional and bidirectional type, in a double type operating system, driven robot in the operation of the strength and other informat</p><

10、p>　　First of all, in this paper, the design of the robot base, arm, forearm, and the structure of the manipulator, and then choose the appropriate drive mode, drive mode, set up the structure of the robot platform; On

11、 this basis, this paper will design the robot's control system, including the steering gear set, AD (AD no conversion mode) to set up and the IO Settings, focus on strengthening the reliability of the control softwar

12、e and robot operation security, achieve the goal of including: joint se</p><p>　　KEY WORDS：steering engine，magic hand，programming，apply the brake</p><p><b>　　目　　錄</b></p><

13、p><b>　　摘要1</b></p><p>　　ABSTRACT2</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 機器人的概述1</p><p>　　1.2 機械手的歷史、現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3 機械手的發(fā)展趨

14、勢4</p><p>　　第2章 主從機械手的硬件配置6</p><p>　　2.1 MultiFLEX控制器6</p><p>　　2.1.1 MultiFLEX介紹6</p><p>　　2.1.2 MultiFLEX的特點6</p><p>　　2.1.3 MultiFLEX功能概述7</p&g

15、t;<p>　　2.2 CDS5500機器人舵機7</p><p>　　2.2.1 CDS5500的功能概述7</p><p>　　2.2.2 CDS5500的特點8</p><p>　　2.3 UP-Debugger 多功能調(diào)試器8</p><p>　　第3章 主從機械手的軟件介紹10</p><

16、p>　　3.1 NorthSTAR軟件10</p><p>　　3.1.1 NorthSTAR包括以下三個部分的功能10</p><p>　　3.1.2 NorthSTAR的工程界面如圖3-110</p><p>　　3.2 舵機調(diào)試軟件RobotSevo_Terminal11</p><p>　　第4章 主從機械手的搭建12

17、</p><p>　　4.1 舵機組裝12</p><p>　　4.2 機械臂拼接12</p><p>　　4.3 機械手搭建完成如圖13</p><p>　　第5章 主從機械手的軟件設(shè)計14</p><p>　　5.1 RobotSevo_Terminal軟件的設(shè)計14</p><p&g

18、t;　　5.2 主從機械手的流程圖15</p><p>　　5.3 NorthSTAR軟件的設(shè)計及編程17</p><p><b>　　結(jié)　　論18</b></p><p>　　參 考 文 獻19</p><p><b>　　致　　謝20</b></p><p>　

19、　附錄：NorthSTAR程序代碼21</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　機器人的概述</b></p><p>　　在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機械化、自動化已成為突出的主題?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過程的自動化已基本得到解決。但在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機床是大批量生產(chǎn)自動化

20、的有效辦法；程控機床、數(shù)控機床、加工中心等自動化機械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動化的重要辦法。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運、裝配等作業(yè)，有待于進一步實現(xiàn)機械化。機器人的出現(xiàn)并得到應(yīng)用，為這些作業(yè)的機械化奠定了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　“工業(yè)機器人”（Industrial Robot）：多數(shù)是指程序可變（編）的獨立的自動抓取、搬運工件、操作工具的裝置（國內(nèi)稱作工業(yè)機器人或通用機器人）。<

21、;/p><p>　　機器人是一種具有人體上肢的部分功能，工作程序固定的自動化裝置。機器人具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、維修容易的優(yōu)勢，但功能較少，適應(yīng)性較差。目前我國常把具有上述特點的機器人稱為專用機器人，而把工業(yè)機械人稱為通用機器人。</p><p>　　簡而言之，機器人就是用機器代替人手，把工件由某個地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操縱工件進行加工。</p><p&g

22、t;　　機器人一般分為三類。第一類是不需要人工操作的通用機器人，也即本文所研究的對象。它是一種獨立的、不附屬于某一主機的裝置，可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項規(guī)定操作。它是除具備普通機械的物理性能之外，還具備通用機械、記憶智能的三元機械。第二類是需要人工操作的，稱為操作機（Manipulator）。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電訊號操作機器人來進行探測月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機也屬于

23、這一范疇。第三類是專業(yè)機器人，主要附屬于自動機床或自動生產(chǎn)線上，用以解決機床上下料和工件傳送。這種機器人在國外通常被稱之為“Mechanical Hand”，它是為主機服務(wù)的，由主機驅(qū)動。除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。</p><p>　　要機器人像人一樣拿取東西，最簡單的基本條件是要有一套類似于指、腕、臂、關(guān)節(jié)等部分組成的抓取和移動機構(gòu)——執(zhí)行機構(gòu)；像肌肉那樣使手臂運動的驅(qū)動－傳動系統(tǒng)；像大腦那

24、樣指揮手動作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了機器人的性能。一般而言，機器人通常就是由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動－傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)這三部分組成，如圖 1-1 所示。</p><p>　　圖1-1 機器人的一般組成</p><p>　　對于現(xiàn)代智能機器人而言，還具有智能系統(tǒng)，主要是感覺裝置、視覺裝置和語言識別裝置等。目前研究主要集中在賦予機器人“眼睛”，使它能識別物體和躲避障礙物，以及機器人的觸覺裝置

25、。機器人的這些組成部分并不是各自獨立的，或者說并不是簡單的疊加在一起，從而構(gòu)成一個機器人的。要實現(xiàn)機器人所期望實現(xiàn)的功能，機器人的各部分之間必然還存在著相互關(guān)聯(lián)、相互影響和相互制約。它們之間的相互關(guān)系如圖1-2 所示。</p><p>　　機器人的機械系統(tǒng)主要由執(zhí)行機構(gòu)和驅(qū)動－傳動系統(tǒng)組成。執(zhí)行機構(gòu)是機器人賴以完成工作任務(wù)的實體，通常由連桿和關(guān)節(jié)組成，由驅(qū)動－傳動系統(tǒng)提供動力，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務(wù)。驅(qū)動－

26、傳動系統(tǒng)主要包括驅(qū)動機構(gòu)和傳動系統(tǒng)。驅(qū)動機構(gòu)提供機器人各關(guān)節(jié)所需要的動力，傳動系統(tǒng)則將驅(qū)動力轉(zhuǎn)換為滿足機器人各關(guān)節(jié)力矩和運動所要求的驅(qū)動力或力矩。有的文獻則把機器人分為機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。其中的機械系統(tǒng)又叫操作機(Manipulator)，相當(dāng)于本文中的執(zhí)行機構(gòu)部分。</p><p>　　圖1-2 機器人各組成部分之間的關(guān)系</p><p><b>　　機械手的

27、歷史、現(xiàn)狀</b></p><p>　　機械手是在早期就有的古機器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，我國古代的機關(guān)人制造者是最早研究有關(guān)機械手、關(guān)節(jié)活動等問題的.現(xiàn)代機械手的研究始于20世紀中期，隨著計算機和自動化技術(shù)的發(fā)展，特別是1946年第一臺數(shù)字電子計算機問世，計算機取得了驚人的進步，向高速度、大容量、低價格的方向發(fā)展。同時，大批量生產(chǎn)的迫切需求推動了自動化技術(shù)的進展，又為機器人的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。另一方面，核

28、能技術(shù)的研究要求某些操作機械代替人處理放射性物質(zhì)。在這一需求背景下，美國于1947年開發(fā)了遙控機械手，1948年又開發(fā)了機械式的主從機械手。</p><p>　　機械手配件最先從美國開始研制。1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機器人的概念，并申請了專利。該專利的要點是借助伺服技術(shù)控制機器人的關(guān)節(jié)，利用人手對機器人進行動作示教，機器人能實現(xiàn)動作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機器人?，F(xiàn)有的機器人差不多都采用這種控

29、制方式。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手鉚接機器人。作為機器人產(chǎn)品最早的實用機型（示教再現(xiàn)）是1962年美國AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。這些工業(yè)機器人主要由類似人的手和臂組成它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。</p><p>　　機械手配件主

30、要由手部、運動機構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式，稱為機械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機 械手設(shè)計的關(guān) 鍵參數(shù)。自由 度越多，機械手

31、的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機械手有2～3個自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過對機械手每個自由度的電機的控制，來完成特定動作。同時接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制?？刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過對其編程實現(xiàn)所要功能。</p><p>　　機械手的種類，按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手；按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種；按運動軌跡控制方式可

32、分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手。在不同領(lǐng)域中使用的機械手也不盡相同,如注塑機機械手配件就有:吸盤系列、抱具系列、夾具系列等等不同的種類。</p><p>　　機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置，如在自動機床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機械手。機械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進一步發(fā)展鍛

33、造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動條件。</p><p><b>　　機械手的發(fā)展趨勢</b></p><p>　　目前國內(nèi)機械于主要用于機床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。所以，在國內(nèi)主要是逐步擴大應(yīng)用范圍，重點發(fā)展鑄造、熱處理方面的機械手，以減輕勞動強度，改善作業(yè)條件，在應(yīng)用專用機械手的同時，相應(yīng)的發(fā)展通用機械手，有條件

34、的還要研制示教式機械手、計算機控制機械手和組合機械手等。同時要提高速度，減少沖擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機械手的作用。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機械手，并考慮與計算機連用，逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。</p><p>　　國外機械手在機械制造行業(yè)中應(yīng)用較多，發(fā)展也很快。目前主要用于機床、橫鍛壓力機的上下料，以及點焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先指定的作業(yè)程序來完成規(guī)

35、定的操作。國外機械數(shù)的發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的機械手。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。如位置發(fā)生稍許偏差時，即能更正并自行檢測，重點是研究視覺功能和觸覺功能。目前已經(jīng)取得一定成績。</p><p>　　世界高端工業(yè)機械手均有高精化，高速化，多軸化，輕量化的發(fā)展趨勢。定位精度可以滿足微米及亞微米級要求，運行速度可以達到3M/S，量產(chǎn)產(chǎn)品達到6軸，負載2KG的產(chǎn)品系統(tǒng)總重已突破10

36、0KG。更重要的是將機械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。同時，隨著機械手的小型化和微型化，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)黄苽鹘y(tǒng)的機械領(lǐng)域，而向著電子信息、生物技術(shù)、生命科學(xué)及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展。</p><p>　　主從機械手的硬件配置</p><p>　　MultiFLEX控制器</p><p>　　MultiFLEX介紹

37、</p><p>　　MultiFLEX2-AVR控制器是一款小型機器人通用控制器?？刂破鞑捎肁VR系列ATmega128單片機作為主處理器。ATmega128能夠運行在16MHz 的頻率下，對于輕量級的自動控制系統(tǒng)而言有足夠的數(shù)據(jù)處理能力。MultiFLEX2-AVR 控制器可以處理IO、AD 和總線數(shù)據(jù)，控制R/C舵機、數(shù)字舵機，是構(gòu)建小型機器人的最佳選擇。</p><p>　　Mul

38、tiFLEX的特點</p><p>　　高運算能力、低 耗、體積小。</p><p>　　520MHz、32位的高性能嵌入式處理器和Linux操作系統(tǒng) ，運算處理能力強大，而功耗不到 2W ；體積小巧。</p><p><b>　　控制接口豐富。</b></p><p>　　可以控制 R\C 舵機、機器人總線舵機，直流

39、電機伺服驅(qū)動等。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)接口豐富。</b></p><p>　　12路雙向IO 接口，8 路10位精度的 AD 接口 ；RS-422 總線、以太網(wǎng)接口、USB接口。</p><p><b>　　多種開發(fā)環(huán)境。</b></p><p>　　配套 NorthSTAR圖形化集成開

40、發(fā)環(huán)境 ，純代碼開發(fā)環(huán)境；</p><p><b>　　接口開放徹底。</b></p><p>　　MultiFLEX2-AVR 開放所有底層函數(shù)接口 ，用戶就可以直接用這些函數(shù)編寫程序。如圖2-1為MultiFLEX的模塊。</p><p>　　圖2-1MultiFLEX的模塊</p><p>　　MultiFLEX功

41、能概述</p><p>　　MultiFLEX.2-AVR 控制器功能高度集成，具有12路IO、8路10位精度的AD接口，能夠控制R/C舵機、機器人舵機，具有RS-232 接口和RS-422 總線接口，足以勝任常規(guī)機器人控制；MultiFLEX.2-AVR控制器開發(fā)簡單，使用配套的圖形化集成開發(fā)環(huán)境NorthStar，您只需編寫程序邏輯流程圖，程序就能夠自動生成C代碼，編譯后下載到控制器后就可實現(xiàn)控制器的各種控制

42、功能。此外，控制器也支持AVRStudio，Eclipse 等IDE開發(fā)環(huán)境。我們?yōu)镸ultiFLEX.2-AVR 控制器編寫了功能完善的服務(wù)程序模板，并將所有功能函數(shù)做了封裝，提供方便調(diào)用的API 接口，如果您熟悉C語言，就可以直接調(diào)用這些函數(shù)接口編寫程序，不用費心編寫調(diào)試單片機底層程序，將注意力放在機器人上層控制算法上。</p><p>　　CDS5500機器人舵機</p><p>　

43、　CDS5500的功能概述</p><p>　　大扭矩：10Kgf? cm 的持續(xù)轉(zhuǎn)動輸出扭矩，大于20Kgf? cm 位置保持扭矩位置伺服控制模式下轉(zhuǎn)動范圍0-300°高轉(zhuǎn)速：最高0.16s/60°輸出轉(zhuǎn)速在速度控制模式下可連續(xù)旋轉(zhuǎn)，調(diào)速DC 6.5V～8.4V 寬電壓范圍供電總線連接，理論可串聯(lián)254 個單 0.32°位置分辨率高達1M 通訊波特率雙端輸出軸，適合安裝在機器人關(guān)節(jié)

44、0.25KHz 的伺服更新率高精度全金屬齒輪組，雙滾珠軸承兼容Robotis Dynamixel 通訊協(xié)議連接處O 型環(huán)密封，防塵防濺水具備位置、溫度、電壓、速度反饋，如圖2-2舵機的外形 。 圖2-2舵機 </p><p>　　CDS5500的特點</p><p>　　控制精度高。位置

45、伺服控制分辨率可達0.3度。</p><p>　　響應(yīng)速度快。響應(yīng)時間可達2ms，而傳統(tǒng)航模舵機為20ms。</p><p>　　通過串行總線控制，可最多連接數(shù)百個單元；每個單元均具有位置、速度、力矩等反饋，用CDS系列舵機搭建的機器人可以用人工示教來設(shè)定動作；即用戶用手調(diào)整機器人的各個關(guān)節(jié)姿態(tài)，機器人舵機能夠自動記錄位置、速度等參數(shù)，并由用戶播放。不再需要一個關(guān)節(jié)一個關(guān)節(jié)地設(shè)置參數(shù)，不再

46、需要設(shè)置參數(shù)后再觀察關(guān)節(jié)是否到位、參數(shù)是否合適。</p><p>　　能整周旋轉(zhuǎn)，適合用在機器人關(guān)節(jié)上，也可作為輪式機器人的動力驅(qū)動。</p><p>　　具有強大的保護功能?？梢韵拗齐娏?、溫度等參數(shù)，如果溫度過高等可以報警自動停機，防止損壞。</p><p>　　UP-Debugger 多功能調(diào)試器</p><p>　　CDS55xx的參數(shù)

47、設(shè)置和調(diào)試需要使用UP-Debugger 多功能調(diào)試器來完成。調(diào)試時，將使用UP-Debugger 多功能調(diào)試器的Servo 模式。</p><p>　　通過模式選擇按鈕可以讓調(diào)試器的工作模式在RS232、AVRISP、SERVO 之間相互切換。調(diào)試CDS55xx 時，需要通過模式選擇按鈕將功能切換到SERVO 模式。具體功能及接口定義如圖2-3所示：</p><p>　　如圖2-3多功能

48、調(diào)試器接口定義圖</p><p>　　主從機械手的軟件介紹</p><p>　　NorthSTAR軟件</p><p>　　NorthSTAR包括以下三個部分的功能</p><p>　　用圖形化、可視化的方式給機器人編程，同步生成C 語言代碼，在后臺編譯、并下載到機器人控制器上執(zhí)行；</p><p>　　集成3D仿真。

49、可進行動作仿真、步態(tài)及路徑規(guī)劃等。仿真數(shù)據(jù)輸入圖形編程環(huán)境；</p><p>　　集成實時、可視化數(shù)據(jù)采集與顯示。類似虛擬示波器的功能，能在機器人運行的時候?qū)崟r監(jiān)控機器人各部分的數(shù)據(jù)，并用波形的方式顯示在PC機上</p><p>　　NorthSTAR的工程界面如圖3-1</p><p>　　圖3-1NorthSTAR的工程界面</p><p&g

50、t;　　舵機調(diào)試軟件RobotSevo_Terminal</p><p>　　RobotSevo_Terminal.exe，是舵機專用調(diào)試軟件。調(diào)試CDS55xx 數(shù)字舵機時，首先建立正確的電氣連接，然后在PC 上運行RobotSevoTerminal。注意將UP-Debugger 多功能調(diào)試器切換到Servo模式。下圖為舵機的電氣連接。</p><p>　　3-2舵機電氣連接圖</

51、p><p><b>　　主從機械手的搭建</b></p><p><b>　　舵機組裝</b></p><p><b>　　下圖為舵機的組裝</b></p><p><b>　　圖4-1舵機組裝</b></p><p><b>

52、;　　機械臂拼接</b></p><p><b>　　下圖為機械臂的拼接</b></p><p>　　圖4-2機械臂的拼接</p><p><b>　　機械手搭建完成如圖</b></p><p><b>　　向下低的機械手</b></p><p&

53、gt;　　圖4-3從機械手在模仿主機械手</p><p>　　主從機械手的軟件設(shè)計</p><p>　　RobotSevo_Terminal軟件的設(shè)計</p><p>　　舵機出廠時有一套默認參數(shù)，ID默認為1，使用之前，一般只需要改變舵機的ID即可。具體操作步驟如下：</p><p>　　連接調(diào)試器，舵機和直流電源；</p>

54、<p>　　啟動RobotServoTemrminal軟件；</p><p>　　在Com輸入框輸入調(diào)試器所對應(yīng)的端口號，Baud選擇1000000（默認值），點擊“Open”按鈕打開串口；打開成功后，右側(cè)的綠燈會變成紅色；如圖所示</p><p>　　根據(jù)需要選擇查詢模式。只連接了一個舵機，所以選擇“Single Baund”</p><p>　　設(shè)置好

55、模式后，點擊“Search”開始搜索，右側(cè)會出現(xiàn)搜索信息；如果連接正確，相應(yīng)的舵機ID和波特率會出現(xiàn)在列表框。如圖5-1所示</p><p>　　圖5-1相應(yīng)的舵機ID和波特率</p><p>　　按照此方法修改 其他舵機的ID。</p><p><b>　　主從機械手的流程圖</b></p><p>　　如圖5-2主從

56、機械手流程圖</p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　是</b>

57、;</p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　否</b><

58、/p><p><b>　　是</b></p><p>　　圖5-2主從機械手的流程圖</p><p>　　NorthSTAR軟件的設(shè)計及編程</p><p>　　打開NorthSTAR軟件新建工程</p><p><b>　　設(shè)置舵機</b></p><p&g

59、t;<b>　　添加控件設(shè)置參數(shù)</b></p><p><b>　　連線</b></p><p><b>　　編譯</b></p><p>　　主從機械手的完整程序為下圖5-3</p><p>　　圖5-3主從機械手的模塊圖</p><p><b

60、>　　結(jié)　　論</b></p><p>　　本文在對主從機械手的結(jié)構(gòu)、原理的研究基礎(chǔ)上，設(shè)計、組裝并調(diào)試成功了一個四自由度的主從機械手。在主從機械手的結(jié)構(gòu)和強度都符合要求的情況下，功能上也能達到當(dāng)初設(shè)計的目的，即能夠分別實現(xiàn)從機械手跟隨主機械手向左轉(zhuǎn)，向右轉(zhuǎn)，手臂擺動，手爪的抓放物體等功能。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b><

61、/p><p>　　梅隆.機器人[M] .劉榮，譯，北京：科普及出版社，2008.</p><p>　　哈里.亨德森.現(xiàn)代機器人技術(shù)[M] .管琴，譯.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻出版社，2008.</p><p>　　瓊斯.機器人編程：基于行為的機器人實戰(zhàn)指南[M] .原魁，譯.北京：機械工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　庫克.機器人制作入門

62、篇[M] .崔維娜，譯.</p><p>　　徐俊輝.“創(chuàng)意之星”機器人套件實驗指導(dǎo)書[M] .北京：博創(chuàng)科技.</p><p>　　張伯鵬等.機器人工程基礎(chǔ).北京：機械工業(yè)出版社.</p><p>　　徐繽昌，闕至宏.機器人控制工程.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1991.</p><p>　　高德林，王康華編譯.機器人學(xué)導(dǎo)論.上海：上海交通大

63、學(xué)出版社，1998.</p><p>　　陸祥生，楊秀蓮.機械手-理論及應(yīng)用.北京：中國鐵道出版社，1985.</p><p>　　理查德.摩雷.機器人操作的數(shù)學(xué)導(dǎo)論.徐衛(wèi)良，錢瑞明譯.北京：機械工業(yè)出版</p><p><b>　　社，1998.</b></p><p>　　殷際英，何廣平.關(guān)節(jié)型機器人.北京：化學(xué)工業(yè)

64、出版社，2003.</p><p>　　郭宇光.機器人發(fā)展的歷史.現(xiàn)狀.趨勢，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989.</p><p><b>　　致　　謝</b></p><p>　　為期十二周的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，回顧整個過程，我深有感受。xx老師為我們分析了各部件的功能特性和構(gòu)造，避免了我在畢業(yè)設(shè)計過程中的盲目性。在設(shè)計過程中，我翻閱了大量

65、的相關(guān)資料，同時將大一至大三上學(xué)期所學(xué)的相關(guān)專業(yè)課本認真的溫習(xí)了一邊，增加了很多理論知識。以前對機器人的了解不是太多，這次的課程設(shè)計讓我對機器人有了新的認識，尤其是機械手。</p><p>　　知識的鞏固固然重要，但能力的培養(yǎng)同樣不可忽略。我覺得這次設(shè)計的完成,不僅鍛煉了我搞設(shè)計的工作能力，培養(yǎng)了我獨立思考的能力，解決困難的方法，并且也培養(yǎng)了我獨立﹑創(chuàng)新﹑力求先進的思想。同時我認識到：無論做什么事，只要你深入的去

66、做，難事不難，但如果你不去用心的做，易事不易。機不可失，我在這次的設(shè)計中傾注了大量的心血，盡一切力量爭取將設(shè)計做到在最好。我認為我在這段時間內(nèi)所有的收獲，對我今后的學(xué)習(xí)和工作會是一筆難得的財富。</p><p>　　xx老師總是耐心地給我講解有關(guān)方面的知識，及時了解我設(shè)計中遇到的難題，使我得以在短時間內(nèi)完成設(shè)計工作，同時教導(dǎo)我們不管是在以后的工作還是學(xué)習(xí)中，都要保持治學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度。在本次畢業(yè)設(shè)計中，xx老師以及其

67、他指導(dǎo)老師付出了辛勤的勞動，在此向他們表示衷心的感謝。此次設(shè)計的圓滿完成與同組其他人員的通力合作也是分不開的，他們給了我許多幫助和指點，在此一并表示衷心感謝！</p><p>　　由于自己能力所限，時間倉促,設(shè)計中還存在許多不足之處，懇請各位老師同學(xué)給予批評指正。</p><p>　　附錄：NorthSTAR程序代碼</p><p>　　#include &quo

68、t;Apps/SystemTask.h"</p><p>　　uint8 SERVO_MAPPING[11] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};</p><p>　　int main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　MFInit();<

69、;/b></p><p>　　MFInitServoMapping(&SERVO_MAPPING[0],11);</p><p>　　MFSetPortDirect(0x0000003F);</p><p>　　MFSetServoMode(1,0);</p><p>　　MFSetServoMode(2,0);</p&g

70、t;<p>　　MFSetServoMode(3,0);</p><p>　　MFSetServoMode(4,0);</p><p>　　MFSetServoMode(5,0);</p><p>　　MFSetServoMode(6,0);</p><p>　　MFSetServoMode(7,0);</p>&

71、lt;p>　　MFSetServoMode(8,0);</p><p>　　MFSetServoMode(9,0);</p><p>　　MFSetServoMode(10,0);</p><p>　　MFSetServoMode(11,0);</p><p><b>　　//從機械手靜止</b></p>

72、;<p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(

73、5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(7,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(8,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(9,512,512);</p><p

74、>　　MFSetServoPos(10,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(11,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p>　　//主機械手動作信息的傳遞</p><p><b>　　while (1)</b></p>&

75、lt;p><b>　　{</b></p><p><b>　　//主機械手抬起 </b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,

76、512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(7,512,512);</p><p>　　

77、MFSetServoPos(8,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(9,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(10,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(11,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p>

78、<p><b>　　if (!)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　//從機械手抬起</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,51

79、2,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>

80、　　MFSetServoPos(7,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(8,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(9,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(10,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(11,512,512)

81、;</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//主機械手放下</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,

82、512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p&g

83、t;　　MFSetServoPos(7,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(8,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(9,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(10,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(11,512,51

84、2);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　if (!)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　//從機械手放下</b></p><p>　　MFSetServoPos(

85、1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p

86、>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(7,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(8,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(9,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(10,512,5

87、12);</p><p>　　MFSetServoPos(11,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//主機械手松開</b></p><p>　　MFSetServoPo

88、s(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><

89、;p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(7,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(8,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(9,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(10,512

90、,512);</p><p>　　MFSetServoPos(11,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　if (!)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　//從

91、機械手松開</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p>&

92、lt;p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(7,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(8,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(9,51

93、2,512);</p><p>　　MFSetServoPos(10,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(11,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　/

94、/主機械手抓取</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p>

95、<p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(7,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(8,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(9,

96、512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(10,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(11,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><b>　　if (!)</b></p><p><b

97、>　　{</b></p><p><b>　　//從機械手抓取</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p>

98、;<p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(7,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(

99、8,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(9,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(10,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(11,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p><

100、;b>　　}</b></p><p><b>　　//主機械手旋轉(zhuǎn)</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p&

101、gt;<p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(7,512,512);</p><p>　　MFSetServoPo

102、s(8,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(9,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(10,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(11,512,512);</p><p>　　MFServoAction();</p><p>&

103、lt;b>　　if (!)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　//從機械手旋轉(zhuǎn)</b></p><p>　　MFSetServoPos(1,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(2,512,512);</

104、p><p>　　MFSetServoPos(3,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(4,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(5,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(6,512,512);</p><p>　　MFSetServo

105、Pos(7,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(8,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(9,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(10,512,512);</p><p>　　MFSetServoPos(11,512,512);</p>