工业机器人实验报告

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前言

六自由度工业机器人是个较新的课题，虽然其在国外已经具有了

较完善的研究，但是在国内对于它的研究依旧停留在较低的水平上。机器人技术几种了机械工程、电子技术、计算机技术、自动化控制理论及人工智能等多学科的最新研究成果，代表机电一体化的最高成就，是当代科学技术发展最活跃的领域之一。在传统的制造领域，工业机器人经过诞生、成长、成熟期后，已成为不可缺少的核心自动化装备，目前世界上有近百万台工业机器人正在各种生产现场工作。在非制造领域，上至太空舱、宇宙飞船、月球探索，下至极限环境作业、医疗手术、日常生活服务，机器人技术的应用以拓展到社会经济发展的诸多领域。

一、 六自由度机械手臂系统的介绍

在本次综合创新型试验中我们用到的是六自由度机械手,其是典型的机电一体化设备,自该试验中我们主要是在对其机械结构和电气结构进行分析后,在主装好的数控系统利用c语言使六自由度机械手实现运动;在实验中我们所用的机械手臂简图.

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六自由度机械手臂是一套具有6个自由度的典型串联式小型关节型机械手臂, 带有小型手抓式;主要由机械系统和控制系统两大部分组成,其机械系统的各部分采用模块化结构,每个部分分别由一个伺服电动机来带动,每个电动机在根据控制要求以及程序的要求来运动从而实现运动要求;其机械系统主要包括以下六个组件,如图所示PSC Port0,1,2,3,4,5六个组件也就是底座，臂膀，手腕及夹持手指。每个组件由一个伺服电机驱动关节运动，组件1也就是由PSC Port0构成的底座，其主要作用就是完成整体的水平面转动，转动范围360度；PSC Port1，2，3这三个组件既是臂部，控制手臂在与底座旋转的垂直平面转动其转动范围为180度也即是控制手臂的俯仰；PSC Port4这个组件也使机械关节，既是手部关节，可完成机械手部的任

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意转动，确定机械手的夹持方向；PSC Port5机械手钳口，完成对物体的夹持。

控制系统，控制系统主要是通过运动要求用C语言编程然后烧结到所带的单片机上通电进行控制；此机械手臂没有传感检测器和反馈线路，该控制系统为开环控制系统。

二．六自由度机械手臂的机械系统介绍

1 下图为机械手臂的机械运动简图：在图中分别标注的是六

个伺服电机；

伺服电机1固定，此机械手臂的回转自由度归属于底盘，用师傅电机1来控制底盘在水平面的360度的回转，实现手臂的整体回转，底盘与臂部相连；

伺服电机2，3，4分别为臂部运动的控制电机，能根据要求实现在与水平面垂直面的俯仰摆动等动作；

伺服电机5为手部关节的控制电机，其与电机4相固定，实现在手部

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的360度旋转，以便于机械手能夹取不同方向的物件；同时电机6固定在手部上，用来控制手爪的伸张程度从而来夹取不同尺寸形状大小的物体。此六自由度机械手臂的特点：1.手部和手腕连接处可拆卸，手部和手腕连接处为机械结构。b.手部是机械手臂的末端操作器，只能抓握一种工件或几种在形状、尺寸、质量等方面相近似的工件，只能执行一种作业任务。c.手部是决定整个机械手臂作业完成好坏，作业柔性好坏的关键部件之一。

此机械手臂的手爪是机械钳爪式类别中的平行连杆式钳爪。一个交流电动机驱动，一对齿轮啮合传动实现手爪的张开和闭合。 2 重要零件的介绍：

图7

小弹簧是必须的，它可以抵消手臂前向的作用力使关节3的电机能够达到提起的最大位置。

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