六自由度機械手的工作原理介紹
發布日期：
2021-01-15
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六自由度串聯機械手由6個轉動關節組成，使用建模方法建立六自由度機械手運動學坐標系（為參考坐標系），假設機械手由一系列關節和連桿組成。這些機械手的關節可能是滑動（線性）的或旋轉（轉動）的，一旦將連桿的坐標系確定，可以得到了相應的連桿參數，直接可以推導出運動學的方程式。
六自由度機械臂有底盤（腰）、大臂、中臂、小臂、手腕旋轉，手腕的俯和仰六個自由度，在手腕頂部則通過手爪機構實現對于負載目標的抓取。六自由度機械手作為模擬工業機械手動作的原型機，因此不要求具有較重的負載能力，但對抓取動作精度有較高要求，因此驅動方式選用了直流伺服電機，即腰部回旋、大臂、中臂、小臂動作以及腕部的俯仰動作均采用舵機，手爪機構的開合驅動也通過一臺舵機來驅動。為了進一步提高機械手抓取動作的定位精度，進一步為機械手設計了光電檢測定位系統。
六自由度機械手控制程序首先控制轉盤舵機在0到180°范圍內來回掃描，當第一個光電傳感器檢查到物體（傳感器傳回一個低電平）時，舵機減緩旋轉速度，進行對物體的精確定位。當掃描到物體后，機械臂向前運動，等待測距傳感器返回AD值比較匹配，此時即定位到物體具體位置。機械手張開夾取物體，并放到指定位置。然后單片機軟件復位，恢復到掃描狀態，等待下一次檢測。
為了進一步提高機械手在復雜工作環境中抓取物體的準確度，采用光電傳感器構建伺服跟蹤控制系統進行抓取定位，所設計的控制系統能使得機械手運動軌跡平滑、穩定和精確。從而能確保機械手在危險、陌生的工作環境中正常工作，更能大大提高自動化生產線的生產效率，降低危險場所人身事故的發生。
