机电一体化机械臂部分总结[修改版]

第一篇：机电一体化 机械臂部分总结1机械臂设备的工作原理 研究所使用的机械臂设备是固高科技(深圳)有限公司自行研究、开发的一款高性能二自由度串联机械臂系统(GP．8．200．sv)，它可进行简单的二维

第一篇：机电一体化机械臂部分总结 1 机械臂设备的工作原理 () 研究所使用的机械臂设备是固高科技深圳有限公司自行研究、开发的一款高性能二自由度串联机械臂 (GP8200sv)1 系统．．．，它可进行简单的二维图形的绘制，机械臂实体图如图所示。该机械臂采用交流 伺服电机作为驱动源，通过行星齿轮减速器直接驱动两个运动关节，与电机耦合的增量式光电编码器对机 DSPPC 械臂的两个控制轴进行位置定位。该机械臂使用基于的运动控制器作为底层实时控制设备，机作 2 为上层的控制系统，整个机械臂系统的控制结构框图如图所示。 122 始于原点的控制轴为关节，与其相连接的为关节。机械臂通过控制这个关节的协调运动带动安装 2 在关节末端的绘笔完成绘图任务。机械臂接收到绘制曲线的指令后，以当前位置的直角坐标为绘图的起 HH 始点，根据所要绘制曲线的参数方程及绘制精度均匀取曲线上的个点，获得完成绘图任务所需的个目 2 标位置，然后利用运动学反解公式，将这些目标点转化为个关节相对应的关节坐标，再将关节坐标系下 的目标位置、最大速度、加速度等参数转换成伺服驱动器能够识别的脉冲量，输入到运动控制器中驱动伺 服电机运动。机械臂关节位置的反馈信息由增量式光电编码器获得，先将所得到的脉冲量转换为关节坐标 3 值，再进行运动学正解，就可以得到当前机械臂绘笔位置的直角坐标。图二自由度机械臂在平面直角坐 32 标系中的投影图根据图，直接应用平面几何的知识，即可得到关节末端坐标的运动学正解与反解的 ㈣ 公式。 当机械臂的绘笔在画纸上进行实际绘图时，观察到以下问题。首先，机械臂实际绘出的图形与光电编 码器反馈数据还原后的图形有较大差异，表明反馈信息并不能真实反映实际输出，而这个偏差是由于电机 与机械臂关节之间存在传动部件的耦合松动。其次，机械臂的绘笔在不同的位置、沿不同的方向绘出的图 形也有比较明显的差别，而这往往是因为关节转动所固有的机械特性。此外，绘出的图线有小锯齿状，不 平滑，仔细观察后发现，绘图过程中机械臂有轻微的抖动，这可能是由于关节运动速度过快等原因造成的。 5 图就是机械臂在画纸上绘制四叶玫瑰线的实际图形。因为无法改变机械臂关节转动过程中的机械特性， 于是仅针对在一个确定的起始位置、沿一个确定的方向的绘图过程进行补偿，如果起始点更换到其他 l60280‘2 位置，补偿思想不变。当机械臂的关节处于。同时关节处于的位置时，关节末端的绘笔