智能機械臂制作01元件介紹02工作原理03接線演示04編程講解05實驗現(xiàn)象目錄元件介紹PARTONE01Componentintroduction硬件清單元件名稱型號參數(shù)規(guī)格數(shù)量參考實物圖步進電機57

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分頻器

TB6600DRV882511

控制芯片Mega25601

機械臂3D打印件/1套工業(yè)相機?？低?套

分頻器模塊

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

電機選擇

電機驅(qū)動

驅(qū)動板選擇工作原理PARTTWO02Workingprinciple

機械臂工作原理接線演示PARTTHERE03Wiringdemonstration

系統(tǒng)接線編程講解PARTFOUR04Programmingexplanation編程講解實驗現(xiàn)象PARTFIVE05Experimentalphenomena實驗現(xiàn)象實物圖任務5-2機械臂運動分析課前回顧提問：1.工業(yè)機器人的機構(gòu)簡圖由哪些關(guān)節(jié)組成？a）直角坐標型b）圓柱坐標型c）極坐標型d）多關(guān)節(jié)型提問：2.什么是工業(yè)機器人的運動學？

從幾何關(guān)系講，手指的位置和關(guān)節(jié)變量之間的關(guān)系。提問：3.正運動學和逆運動學分別解決了什么問題？

關(guān)節(jié)變量到位置，位置到關(guān)節(jié)變量問題。

項目2.4工業(yè)機器人的機械臂運動學分析認知目標能力目標掌握并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征；掌握工業(yè)機器人的機構(gòu)簡圖繪制；掌握機器人的運動學分析計算能夠區(qū)別串聯(lián)機器人和并聯(lián)機器人；能夠正確繪制機構(gòu)簡圖；能對機器人進行運動學分析求解學習目標這是什么機器人？課程導入按機器人的關(guān)節(jié)連接布置形式分類串聯(lián)機器人：桿件和關(guān)節(jié)是通過串聯(lián)方式進行連接的，是一種開鏈式結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點在于：工作空間較大、工作空間內(nèi)精度一致性較高、對裝配精度要求較低。串聯(lián)機器人課程導入按機器人的關(guān)節(jié)連接布置形式分類并聯(lián)機器人：桿件和關(guān)節(jié)是通過并聯(lián)方式進行連接的，是一種閉鏈式結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點在于：結(jié)構(gòu)剛度較高、運動精度較高、響應速度快。并聯(lián)機器人課程導入

在電子、輕工、食品和醫(yī)藥等行業(yè)中，需要以很高的速度完成插裝、封裝、包裝等操作（pick-and-place）。外轉(zhuǎn)動副驅(qū)動的并聯(lián)機械手特別適合上述操作，以著名的并聯(lián)機械手——Delta機構(gòu)為代表。

本次課重點以Delta機構(gòu)的平面機器人為研究對象進行講解。課堂認知項目2.4工業(yè)機器人的機械臂運動學分析1、平面二自由度機械手1、主動臂2、從動臂（長平衡臂）3、平東盤4、減速機(減速比1:33)5、平衡桿（短）溫州職業(yè)技術(shù)學院電子工程系并聯(lián)機器人的連桿機構(gòu)1.1、機器人的結(jié)構(gòu)簡圖1.2、機器人的運動學分析29機器人運動控制以運動學正解和運動學反解為基礎。

所謂運動學正解就是：知道機器人每根軸的旋轉(zhuǎn)角度，推算出機器人的空間姿態(tài)以及工作端的空間位置。以串聯(lián)式機器人為例：已知每個手臂的長度、角度，則能逐個計算出每個手臂前端的空間位置，直至末端的空間位置。(見下圖)θ1θ2θ3θ4(X1,Y1)(X2,Y2)(X3,Y3)(X4,Y4)XY已知：θ1、θ2、θ3、θ4;L1、L2、L3、L4求解：(X4,Y4)L1L2L3L430根據(jù)θ1、θ2;Lt、Lb計算出⊙1、⊙2的圓方程聯(lián)立這兩個圓方程，計算出(X,Y)

1.2、機器人的運動學分析-正解未移動時：已知θ1與Lt，求出⊙1的圓心（-Lt*cosθ1-0.5*L1，-Lt*sinθ1）已知θ2與Lt，求出⊙2的圓心（Lt*cosθ2+0.5*L1，Lt*sinθ2）移動至平動盤中心點時：求出⊙1的圓心（-Lt*cosθ1-0.5*L1+0.5*L2，-Lt*sinθ1）求出⊙2的圓心（Lt*cosθ2+0.5*L1-0.5*L2，Lt*sinθ2）1.2、機器人的運動學分析-正解(X-(-Lt*cosθ1-0.5*L1+0.5*L2))2+（Y-(-Lt*sinθ1)）2=Lb2(X-(Lt*cosθ2+0.5*L1-0.5*L2))2+（Y-(-Lt*sinθ2)）2=Lb2通過解方程，得到（X,Y）。1.2、機器人的運動學分析-正解1.2、機器人的運動學分析-逆解反解解法思路：已知:機械結(jié)構(gòu)尺寸左主臂長Lt左從臂長Lb軸間距L1平動盤長度L2末端中心坐標(X,Y)求解：左電機角度θ1右電機角度θ2可以通過數(shù)學方法解出θ1、θ2。例如列舉方程式求解等等，得到相應解的算式。1.3、機器人的運動空間1.4、機器人的運動學運用1、對攻機械手1

2、小球3、桌面4、對攻機械手2

5、視覺傳感器6、視覺光源12343656網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖NJ301-1100R880-KN04H-ECT-Z*2NS8-TV01PC（Formonitorandcontrol)37FH-1050*1控制回路圖：NJ301-1100伺服驅(qū)動NS8-TV01伺服電機中間繼電器抱閘抱閘急?？傞_關(guān)38坐標應用思路以下是編程時由預設目標位置坐標到控制電機實際旋轉(zhuǎn)角度的大致應用思路：實、虛軸上電MC_Power實、虛軸建立原點MC_Home實、虛軸運動同步MC_SynMoveAbsolute虛軸軸組運動（直線、圓弧插補等）啟動保持反解

算式啟動保持正解

算式實軸電機同步虛軸運動得到實軸角度位置注：虛軸運動位置用的是用戶自己建立的X-Y坐標系坐標。機器人處于機械原點位置監(jiān)控機器人實際位置，重新上電后獲取機器人當前位置2、平面二自由度機械手-移動副驅(qū)動實物圖2.1機構(gòu)簡圖繪制2.2工作空間分析工作空間為一個矩形!2.3運動學分析2.3運動學分析3、機械臂運動學分析-結(jié)構(gòu)簡圖繪制