六自由度機(jī)器人手臂實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)
本“六自由度機(jī)器人手臂實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)”是由山東科技大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院研制而成，用于對(duì)本科生開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)包括6個(gè)自由度的機(jī)器人手臂機(jī)械本體機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、傳感器系統(tǒng)和嵌入式控制系統(tǒng)構(gòu)成。六個(gè)自由度分別是大臂前后、內(nèi)外擺動(dòng)，小臂彎曲，手腕旋轉(zhuǎn)，手腕俯仰，以及手掌開(kāi)合。機(jī)械結(jié)構(gòu)采用輕型鋁合金材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)裝置采用舵機(jī)和直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，傳感器系統(tǒng)包括激光傳感器、姿態(tài)傳感器和陀螺儀等，控制系統(tǒng)采用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
該六自由度機(jī)器人手臂實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的手掌開(kāi)合自由度采用直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，可利用PWM信號(hào)進(jìn)行開(kāi)合速度的控制，完成對(duì)物體的抓取動(dòng)作。其余的大臂、小臂及手腕三處的五個(gè)自由度均采用舵機(jī)進(jìn)行控制，通過(guò)激光傳感器和姿態(tài)傳感器對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行定位，根據(jù)系統(tǒng)模型求解出每個(gè)自由度舵機(jī)的目標(biāo)位置運(yùn)動(dòng)信號(hào)，按照設(shè)計(jì)的控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)自由度的穩(wěn)定可靠控制。也可以利用示教再現(xiàn)的功能完成對(duì)放置在設(shè)定的不同位置的物體進(jìn)行抓取、放置等實(shí)驗(yàn)。并且在抓取、放置物體的過(guò)程中依靠陀螺儀的檢測(cè)和控制器的控制輸出，手腕關(guān)節(jié)能夠自動(dòng)保持平衡狀態(tài)。控制系統(tǒng)采用嵌入式工業(yè)控制機(jī)和嵌入式單片機(jī)構(gòu)成，工業(yè)控制機(jī)是系統(tǒng)的主控單元，采用VC編程技術(shù)，嵌入式單片機(jī)主要實(shí)現(xiàn)手腕部的自動(dòng)平衡控制，采用C語(yǔ)言進(jìn)行控制程序設(shè)計(jì)。
該六自由度機(jī)器人手臂實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)可以為本科生開(kāi)展以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，主要包括“機(jī)器人手臂單關(guān)節(jié)控制實(shí)驗(yàn)”、“機(jī)器人手臂的手部自平衡控制實(shí)驗(yàn)”、“機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)的示教再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)”、“機(jī)器人手臂對(duì)隨機(jī)目標(biāo)物體的抓取、移動(dòng)與放置實(shí)驗(yàn)”，同時(shí)也可進(jìn)行語(yǔ)音命令信號(hào)的識(shí)別與處理實(shí)驗(yàn)，等。
該實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的研制，綜合了本科階段所學(xué)的多門(mén)課程的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，可為自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的本科生提供熟悉機(jī)電產(chǎn)品的組裝與控制實(shí)驗(yàn)的鍛煉機(jī)會(huì)，有助于提高本科生的硬件調(diào)試動(dòng)手能力、編程能力和算法設(shè)計(jì)能力，并且有助于培養(yǎng)本科生的項(xiàng)目研發(fā)綜合能力。
作品名稱(chēng)：六自由度機(jī)器人手臂實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)
學(xué)?；騿挝唬荷綎|科技大學(xué)
