畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書機(jī)器人手臂的開發(fā)與使用模板

年4月19日畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書機(jī)器人手臂的開發(fā)與使用文檔僅供參考畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目：機(jī)器人手臂的開發(fā)與使用摘要本設(shè)計(jì)以市場(chǎng)上某款6自由度機(jī)械手為對(duì)象，對(duì)其安裝連接、幾何結(jié)構(gòu)、電路控制、上位機(jī)軟件進(jìn)行了詳細(xì)介紹。并根據(jù)上位機(jī)指令控制機(jī)械手原理，制定了手工編寫指令的標(biāo)準(zhǔn)。最終在此標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開發(fā)了由自動(dòng)編程軟件輸出程序、仿真軟件檢驗(yàn)程序、機(jī)械手執(zhí)行程序的體系，從而達(dá)到機(jī)械手離線編程的目的。關(guān)鍵詞機(jī)械手；安裝連接；幾何結(jié)構(gòu)；電路控制；自動(dòng)編程；仿真AbstractThedesignbasesonasectionof6-DOFmanipulatorinthemarketfortheobject,andconductsamoredetailedintroductionaboutInstallationandconnection，manipulatorgeometry,circuittheory,hostcomputersoftware.Thedesigndevelopsastandardabouthand-writteninstructions,basedonprinciplesofhostcomputersoftware.Ultimatelybasedonthisstandard,thedesignachievestheirgoalsofoff-lineprogrammingbytheautomaticprogrammingsoftwareoutputinstruction,emulationsoftwaretesting,manipulatorimplementation.KeywordsManipulator；Installationandconnections；Geometricstructure；Thecircuitstructure；Hostcomputersoftware；Automaticprogramming；Simulation目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要、關(guān)鍵詞 IAbstract、Keywords II目錄 III1.引言 12.機(jī)械手簡(jiǎn)介 12.1機(jī)械手在國(guó)民生產(chǎn)生活中的意義 12.2實(shí)物機(jī)械手簡(jiǎn)介 23.機(jī)械手連接指南 33.1接線連接 33.2軟件調(diào)試 64.機(jī)械手幾何部件 74.1爪 84.2臂 94.3底座 95.機(jī)械手電控部件 105.1電控實(shí)物解析圖： 105.2電路原理圖 115.2.1電源模塊 125.2.2JSP下載模塊 135.2.3串口模塊 145.2.4MCU模塊 155.2.5舵機(jī)信號(hào)輸出模塊 176.上位機(jī)軟件 186.1端口的連接和設(shè)置 196.2通道的控制 206.2.1舵機(jī)控制 206.2.2上位機(jī)控制原理 206.2.3實(shí)際操作 206.3操作選項(xiàng) 216.4指令庫(kù) 216.5速度調(diào)節(jié)和間隔時(shí)間調(diào)節(jié) 216.6手輸指令 226.6.1機(jī)械手上位機(jī)程序（指令）編寫規(guī)則 226.6.2手輸指令欄的運(yùn)用 227.機(jī)械手手工編程的開發(fā)和使用 237.1單步即時(shí)動(dòng)作 237.2編程連續(xù)動(dòng)作 247.2.1確定機(jī)械手舵機(jī)與上位機(jī)數(shù)值關(guān)系 247.2.2測(cè)量機(jī)械手尺寸 297.2.3舉例驗(yàn)證 307.2.4時(shí)間、轉(zhuǎn)動(dòng)量、轉(zhuǎn)速關(guān)系 337.2.5機(jī)械手多軸聯(lián)動(dòng)優(yōu)化編程 347.2.6模塊化編程 368.三位一體離線編程平臺(tái) 378.1自動(dòng)編程軟件 378.1.1軟件界面介紹 388.1.2軟件核心計(jì)算程序 408.2仿真模塊 418.3機(jī)械手執(zhí)行 44謝辭 45參考文獻(xiàn) 461.引言本設(shè)計(jì)是在原有機(jī)械手臂配置的基礎(chǔ)上，為其更深一步的開發(fā)與使用而進(jìn)行的作業(yè)，也是為滿足機(jī)械手臂使用者，機(jī)械手臂維護(hù)者的需要而進(jìn)行編制。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容將涉及包括：機(jī)械結(jié)構(gòu)、電路控制、visualbasic編程、三維仿真等內(nèi)容，最終達(dá)到不改變硬件、軟件條件下，經(jīng)過(guò)制定規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，完成離線編程功能開發(fā)的目的。2.機(jī)械手簡(jiǎn)介機(jī)械手出現(xiàn)在20世紀(jì)中期，以其運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性及準(zhǔn)確性得到極大的發(fā)展，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平和科技水平的主要標(biāo)準(zhǔn)。一般機(jī)械手臂有機(jī)械系統(tǒng)，控制系統(tǒng)組成。其控制方式種類較多，早期以機(jī)械部件實(shí)現(xiàn)，近幾十年微機(jī)技術(shù)成為控制的主要形式[1]。2.1機(jī)械手在國(guó)民生產(chǎn)生活中的意義工業(yè)生產(chǎn)：機(jī)械手的出現(xiàn)加快了機(jī)械工業(yè)進(jìn)入自動(dòng)化，省人化，高效化的領(lǐng)域。隨著工業(yè)發(fā)展的進(jìn)行，在國(guó)民生產(chǎn)勞動(dòng)密集性行業(yè)中，勞動(dòng)量與勞動(dòng)價(jià)值比例需要進(jìn)行改革。減少成本是現(xiàn)代企業(yè)增加競(jìng)爭(zhēng)力的有力手段，以日本為例，在第二次世界大戰(zhàn)后，日本勞動(dòng)力對(duì)于經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展出現(xiàn)嚴(yán)重不足的困難。為此，日本在1967年從美國(guó)引入機(jī)器人及其技術(shù)，并在其后短短十幾年的時(shí)間中機(jī)械人在各個(gè)領(lǐng)域中廣泛被使用。機(jī)械人的特性使生產(chǎn)成本大為降低，成功的令日本物美價(jià)廉的產(chǎn)品以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)，迫使美、英、法等國(guó)不得不采取措施，奮起直追[2]。居民生活：逼真的人形機(jī)器人為居民生活提供幫助[3]。隨著第一款人造假肢的問(wèn)世，機(jī)械肢便被賦予嶄新的意義。據(jù)調(diào)查當(dāng)前，國(guó)際社會(huì)公認(rèn)的全球殘疾人比例約為全球總?cè)丝诘?0%，平均每十個(gè)人就有一個(gè)人是殘疾人，機(jī)械肢能夠協(xié)助部分殘疾人恢復(fù)自理能力[4]。醫(yī)療器械的機(jī)器人化也在不斷的加深。手術(shù)簡(jiǎn)單化，創(chuàng)口小型化能夠大大提高手術(shù)成功率與術(shù)后恢復(fù)能力。小型化的醫(yī)用機(jī)器人正不斷的被研發(fā)出來(lái)進(jìn)入醫(yī)院，協(xié)助進(jìn)行各種不同的醫(yī)療救助[5]。2.2實(shí)物機(jī)械手簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)以市場(chǎng)上某款機(jī)械手為對(duì)象進(jìn)行幾何機(jī)構(gòu)分析，控制電路分析，并經(jīng)過(guò)編程功能達(dá)到復(fù)雜動(dòng)作功能。本設(shè)計(jì)采用設(shè)備：1、6自由度鋁合金機(jī)械手（實(shí)物如圖1所示）2、32路控制系統(tǒng)圖16自由度鋁合金機(jī)械手此機(jī)械手是有六個(gè)伺服電機(jī)的機(jī)器手臂。人類的手臂，除了肩、肘、腕三個(gè)關(guān)節(jié)外，還有手指的關(guān)節(jié)，此機(jī)械手模擬仿真了除手指外其它關(guān)節(jié)。使用了6個(gè)舵機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)手的簡(jiǎn)單動(dòng)作，例如抓取雞蛋。產(chǎn)品配置：1、機(jī)械手臂1臺(tái)2、機(jī)械手臂控制器1臺(tái)3、串口線1條4、電池盒1個(gè)5、光盤1張3.機(jī)械手連接指南在機(jī)械手運(yùn)動(dòng)之前必須將機(jī)械手臂與控制器進(jìn)行正確連接，并將控制器進(jìn)行合適設(shè)置，最后經(jīng)過(guò)上位機(jī)軟件輸出控制信號(hào)進(jìn)行控制。3.1接線連接1、在安裝前必須準(zhǔn)備好以下工具：圖2工具圖2工具2、控制器接口介紹：圖3控制器接口圖3控制器接口備注：波特率設(shè)置圖4波特率1圖4波特率1控制器出廠設(shè)置波特率默認(rèn)值為：115200（即兩個(gè)針冒都插上）。此控制器，只能設(shè)置4種波特率，插上針冒表示“1”，沒插針帽表示“0”。四種波特率設(shè)置見下圖5種設(shè)置圖解：圖5波特率2圖5波特率23、連接伺服電機(jī)電源圖6伺服電機(jī)電源圖6伺服電機(jī)電源因?yàn)樗欧姍C(jī)工作電流比較大，我們使用直流穩(wěn)壓電源給六個(gè)伺服電機(jī)供電。把準(zhǔn)備好的導(dǎo)線按照?qǐng)D中的接線孔和直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行連接。注意電源的正負(fù)極性。（備注：在電源接線過(guò)程中需要用到一字螺絲刀）4、連接伺服電機(jī)圖7伺服電機(jī)連接圖7伺服電機(jī)連接控制器一共有32路電機(jī)驅(qū)動(dòng)，我們使用第1-6路?？刂破魃嫌腥挪遽樣脕?lái)連接伺服電機(jī)。每個(gè)插針的用途在圖中已經(jīng)標(biāo)出。每路伺服電機(jī)接線有三路組成，分別為電源線（中間紅色）、地線（黑絲或棕色）信號(hào)線（白色或棕色）。按次序?qū)⒘匪欧姍C(jī)連接到控制器上。5、連接控制器電源圖9電池盒圖8單片機(jī)電源輸入圖9電池盒圖8單片機(jī)電源輸入控制器上共有三路電源輸入口，中間為單片機(jī)電源輸入口，需將配件中的電池盒正確的連接到此電源輸入口上。6、將控制器和電腦串口進(jìn)行連接圖11電腦和控制器連接圖10控制器串口圖11電腦和控制器連接圖10控制器串口使用配件中的串口線，按照正確的接口方法，將控制器串口和電腦串口連接。3.2軟件調(diào)試1、打開電腦上位軟件圖12上位機(jī)軟件界面圖12上位機(jī)軟件界面在光盤“上位機(jī)軟件”文件夾中雙擊“6servorobotarmcontroller.exe”文件，就在電腦中顯示上位機(jī)界面，如圖12所示圖13通道選擇圖13通道選擇選中1-6通道的復(fù)選框，使數(shù)值條處于有效狀態(tài)2、機(jī)械手實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的操作流程（1）、先將直流穩(wěn)壓電源旋鈕調(diào)到最小，打開直流穩(wěn)壓電源開關(guān)，由小到大，將電壓調(diào)到6V，電流調(diào)到2A或更大。（2）、將準(zhǔn)備好的6節(jié)AA電池正確的裝入電池盒。（也可使用直流穩(wěn)壓器代替）（3）、點(diǎn)擊上位機(jī)軟件左上角的“連接”按鈕。（4）、點(diǎn)擊軟件中的“復(fù)位”按鈕，然后再點(diǎn)擊左下角的“運(yùn)行”按鈕，機(jī)器手臂便可運(yùn)動(dòng)了。3、上電前最后檢查：伺服電機(jī)電源接線、六路伺服電機(jī)接線、單片機(jī)電源接線。注意：無(wú)法動(dòng)作現(xiàn)象處理（1）、查看單片機(jī)電源是否有接反的情況（2）、查看伺服電機(jī)接線方向是否正確（3）、查看控制器板上波特率跳線是否正確（4）、查看上位機(jī)軟件的COM口設(shè)置。COM1是通用端口，對(duì)多數(shù)臺(tái)式機(jī)來(lái)說(shuō)，選“COM1”口便會(huì)和電腦成功連接。如果COM1口不成功的話，可選用COM2口。（5）、如果以上原因都被排除，機(jī)器手臂還是無(wú)法遠(yuǎn)動(dòng)，可檢查伺服電機(jī)電源電流，如電量不足，可適當(dāng)調(diào)整穩(wěn)壓電源輸出。4.機(jī)械手幾何部件機(jī)械手幾何結(jié)構(gòu)組成：爪、臂、底座圖15機(jī)械手（3D）圖14機(jī)械手（2D）圖15機(jī)械手（3D）圖14機(jī)械手（2D）4.1爪手部（亦稱抓取機(jī)構(gòu)）是用來(lái)直接握持工件的部件，按其工作原理課分為兩類：夾持類和吸附類。本設(shè)計(jì)機(jī)械手為平移型外夾式手部，其手部是由手指、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置三部分組成[6]。圖16爪圖16爪平移型外夾式手部，夾持力計(jì)算[7]圖17夾持力圖17夾持力*AB為直接夾取產(chǎn)品部分，故接觸點(diǎn)由實(shí)際裝夾時(shí)測(cè)量為準(zhǔn)。（5mm≤d≤35mm）*經(jīng)過(guò)查詢手部舵機(jī)參數(shù)，得舵機(jī)輸出力矩為1.8KG*cm*由實(shí)際測(cè)量得α=75度，BC=19.8mm，c=31mm，b=0mm；故e=BCsinα=19.13mm由公式；得夾持力計(jì)算公式：手臂部件是機(jī)械手的主要握持部件。它的作用是支承手部（包括工件或工具)，并帶動(dòng)它們作空間運(yùn)動(dòng)。臂部運(yùn)動(dòng)的目的：把手部送到空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)。如果改變手部的姿態(tài)(方位)，則用腕部的自由度加以實(shí)現(xiàn)。因此，一般來(lái)說(shuō)臂部具有三個(gè)自由度才能滿足基本要求，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和升降(或俯仰)運(yùn)動(dòng)[8]。本機(jī)械手臂經(jīng)過(guò)A、B、C、D、E五個(gè)舵機(jī)實(shí)現(xiàn)空間自由運(yùn)動(dòng)。A舵機(jī)作用：旋轉(zhuǎn)爪部，達(dá)到多方位抓取物品。B、C、D號(hào)舵機(jī)作用：實(shí)現(xiàn)在平面內(nèi)移動(dòng)爪部，達(dá)到大范圍內(nèi)方便、快速的定位爪部。E號(hào)舵機(jī)作用：實(shí)現(xiàn)機(jī)械手爪部、臂部?jī)刹糠中D(zhuǎn)，最大限度的伸展機(jī)械手，配合B、C、D舵機(jī)能達(dá)到在三維空間自由移動(dòng)爪部的功能手臂部件是機(jī)械手的主要握持部件。它的作用是支承手部（包括工件或工具)，并帶動(dòng)它們作空間運(yùn)動(dòng)。臂部運(yùn)動(dòng)的目的：把手部送到空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)。如果改變手部的姿態(tài)(方位)，則用腕部的自由度加以實(shí)現(xiàn)。因此，一般來(lái)說(shuō)臂部具有三個(gè)自由度才能滿足基本要求，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和升降(或俯仰)運(yùn)動(dòng)[8]。本機(jī)械手臂經(jīng)過(guò)A、B、C、D、E五個(gè)舵機(jī)實(shí)現(xiàn)空間自由運(yùn)動(dòng)。A舵機(jī)作用：旋轉(zhuǎn)爪部，達(dá)到多方位抓取物品。B、C、D號(hào)舵機(jī)作用：實(shí)現(xiàn)在平面內(nèi)移動(dòng)爪部，達(dá)到大范圍內(nèi)方便、快速的定位爪部。E號(hào)舵機(jī)作用：實(shí)現(xiàn)機(jī)械手爪部、臂部?jī)刹糠中D(zhuǎn)，最大限度的伸展機(jī)械手，配合B、C、D舵機(jī)能達(dá)到在三維空間自由移動(dòng)爪部的功能[9]。圖18臂圖18臂4.3底座機(jī)械手底座是承受機(jī)械手主體及所夾物件重量、定位機(jī)械手臂的部件。一般情況下機(jī)械手底座分兩類：1.不可移動(dòng)型，機(jī)械手臂被固定在底座上不可移動(dòng)，機(jī)動(dòng)性較低。2.可移動(dòng)型，機(jī)械臂被安裝在可移動(dòng)的底座上，機(jī)動(dòng)性較高[10]。5.機(jī)械手電控部件電控部件為機(jī)械手?jǐn)?shù)據(jù)處理中心5.1電控實(shí)物解析圖：圖19電控實(shí)物解析圖圖19電控實(shí)物解析圖a.WIFI擴(kuò)展接口：Wi-Fi是一種能夠?qū)€(gè)人電腦、手持設(shè)備（如PDA、手機(jī)）等終端以無(wú)線方式互相連接的技術(shù)。經(jīng)過(guò)加載WIFI設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線控制，擺脫串口控制[11]。b.232串口：串口是計(jì)算機(jī)上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議。大多數(shù)計(jì)算機(jī)包含兩個(gè)基于RS232的串口。串口同時(shí)也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議；很多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS-232口。同時(shí)，串口通信協(xié)議也能夠用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)[12]。c.單片機(jī)：atmega168單片機(jī)是基于AVR增強(qiáng)型RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8為CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，atmega168的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHz,從而能夠緩解系統(tǒng)在功耗和處理器速度之間的矛盾[13]。d.串口波特率跳線：電子通信領(lǐng)域，波特率即調(diào)制速率，指的是信號(hào)被調(diào)制以后在單位時(shí)間內(nèi)的波特?cái)?shù)，即單位時(shí)間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)。它是對(duì)信號(hào)傳輸速率的一種度量，一般以“波特每秒”（Bps）為單位[14]。e.單片機(jī)ISP下載口：ISP口提供了在線編輯的可能，非ISP單片機(jī)在下載程序或燒寫程序時(shí)，需要將單片機(jī)從電路板上取下，并經(jīng)過(guò)專業(yè)燒入器將程序燒入單片機(jī)。ISP功能支持直接在線編程調(diào)試，免去裝取單片機(jī)[15]。f.控制板電源接口：控制板電源主要供電對(duì)象分兩類：一、提供單片機(jī)電源，單片機(jī)采用了穩(wěn)壓技術(shù)支持輸入的電壓范圍6V~12V。二、提供舵機(jī)電源，機(jī)器手臂共采用了6組舵機(jī)，其輸入電壓在4.8V~6V之間。（低于最低電壓時(shí)容易出現(xiàn)機(jī)械手臂顫抖現(xiàn)象。）g.舵機(jī)接口：本機(jī)器手臂用到6組接口，每組接口分為：地線、電源線、信號(hào)線。5.2電路原理圖圖20電路原理圖圖20電路原理圖[16]此電路主功能由以下幾部分構(gòu)成：1、電源模塊；2、JSP下載模塊；3、串口模塊；4、MCU模塊；5、舵機(jī)信號(hào)輸出模塊各部分詳細(xì)功能如下：5.2.1電源模塊此機(jī)械手電源分為兩類：1.單片機(jī)電源，2.舵機(jī)供電電源1、單片機(jī)等控制元件電源（6V-12V）[17]：圖21電源模塊圖21電源模塊電源模塊主要有元件：78M05，電容組成78M05主要功能：主要參與穩(wěn)壓電路，能提供多種固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。內(nèi)含過(guò)流、過(guò)熱和過(guò)載保護(hù)電路。帶散熱片時(shí)，輸出電流可達(dá)1A。其功能框圖如圖22。圖22功能框圖圖22功能框圖注：（1）、輸出電壓為5V。輸入電壓，即使是紋波電壓的低值點(diǎn)，都必須高于所輸出電壓1V以上。（2）、當(dāng)穩(wěn)壓器遠(yuǎn)離電源濾波器時(shí)，要求用C3。（3）、C5可改進(jìn)穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)。2、舵機(jī)供電電源（4.8V-6V）此控制系統(tǒng)提供32路控制功能，分兩個(gè)電源供電1-16路、17-32路。標(biāo)準(zhǔn)的微型舵機(jī)有三條控制線，分別為：電源、地及控制。電源線與地線用于提供內(nèi)部的直流馬達(dá)及控制線路所需的能量，電壓一般介于4V-6V之間，該電源應(yīng)盡可能與處理系統(tǒng)的電源隔離（因?yàn)槎鏅C(jī)馬達(dá)會(huì)產(chǎn)生噪聲），甚至小舵機(jī)在重負(fù)荷時(shí)也會(huì)拉低放大器的電壓[18]。5.2.2JSP下載模塊AVR單片機(jī)都帶有Flash存儲(chǔ)器，所用的AVR器件也都支持在線編程（ISP）。經(jīng)過(guò)ISP能夠修改MCU的程序存儲(chǔ)器，EEPROM，熔絲，加密位等。當(dāng)前有ATMELAVRISP，支持的軟件有AVRStudio。能夠?qū)^大多數(shù)AVR器件進(jìn)行在線編程。該機(jī)械手臂ISP下載線連線如圖23[19]：圖23JSP下載模塊圖23JSP下載模塊JSP下載模塊接口連接[20]，如表1所示表1JSP接口連接表表1JSP接口連接表標(biāo)準(zhǔn)ISP接口Atmega168MOSIPB3(PCINT3/OC2A/MOSI)RSTPC6(RESET/PCINT14)SCKPB5(SCK/PCINT5)MISOPB4(PCINT4/MISO)注：使用燒錄器或并行高壓編程燒寫芯片，能夠?qū)㈠e(cuò)誤的熔絲設(shè)置修改成正常狀態(tài)。5.2.3串口模塊此串口模塊包含兩個(gè)方面：1、串口接口，2、MAX232芯片圖24串口模塊圖24串口模塊1、串口接口（RS-232），是當(dāng)前世界上最常見的串行總線標(biāo)準(zhǔn)，是由美國(guó)EIA（電子工業(yè)協(xié)會(huì)）和BELL公司一起開發(fā)的通信協(xié)議，它對(duì)信號(hào)線的功能、電氣特性、連接器等都有明確的規(guī)定。其各引腳的信號(hào)定義[21]，如表2所示表2RS232引腳表2RS232引腳引腳號(hào)縮寫符信號(hào)方向定義1PG屏蔽（保護(hù)）地2TXD從終端到調(diào)制解調(diào)器發(fā)送數(shù)據(jù)3RXD從調(diào)制解調(diào)器到終端接收數(shù)據(jù)4RTS從終端到調(diào)制解調(diào)器請(qǐng)求發(fā)送5CTS從調(diào)制解調(diào)器到終端清楚發(fā)送6DSR從調(diào)制解調(diào)器到終端數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好7SG信號(hào)地8DCD從調(diào)制解調(diào)器到終端接收線路信號(hào)檢測(cè)9保留供檢測(cè)用2、MAX232芯片該產(chǎn)品是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口rs232電平是-10v+10v，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號(hào)電壓是ttl電平0+5v,max232就是用來(lái)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2驅(qū)動(dòng)器、2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平[22]。該產(chǎn)品是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口rs232電平是-10v+10v，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號(hào)電壓是ttl電平0+5v,max232就是用來(lái)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2驅(qū)動(dòng)器、2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平[22]。圖25MAX232表3MAX232引腳連接MAX232芯片引腳連接[23]，如表3所示表3MAX232引腳連接功能組各組功能組功能電壓TTL/CMOSINPUTS輸入TLL或CMOS信號(hào)0~5VTTL/CMOSOUTPUTS輸出TLL或CMOS信號(hào)0~5VRS232OUTPUTSTTL或CMOS轉(zhuǎn)為RS232信號(hào)輸出±12VRS232INPUTSRS232信號(hào)轉(zhuǎn)為TTL或CMOS信號(hào)±12V5.2.4MCU模塊Atmega168引腳說(shuō)明[24]1、VCC：數(shù)字電路的電源2、END：地3、端口B(PB7…0)XTAL1/XTAL2/TOSC1/TOSC2：端口B為8位雙向I/O口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，能夠輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口B保持為高阻態(tài)。經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘選擇位的設(shè)定，PB6可作為反向振蕩放大器與內(nèi)部時(shí)鐘操作電路的輸入。經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘選擇位的設(shè)定，PB7可作為反向振蕩放大器的輸出。系統(tǒng)使用內(nèi)部RC振蕩器時(shí)，經(jīng)過(guò)設(shè)置ASSR寄存器的AS2位，能夠?qū)B7..6作為異步定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的輸入口TOSC2..1使用。4、端口C(PC5..0)：端口C為7位雙向I/O口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，能夠輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口C保持為高阻態(tài)。5、PC6/RESET：RSTDISBL位被編程時(shí)，可將PC6作為一個(gè)I/O口使用。因此，PC6引腳與端口C其它引腳的電特性是有區(qū)別的。RSTDISBL位未編程時(shí)，PC6將作為復(fù)位輸入引腳Reset，此時(shí)，即使系統(tǒng)時(shí)鐘沒有運(yùn)行，該引腳上出現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間超過(guò)最小脈沖寬度的低電平將產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。6、端口D(PD7..0)：端口D為8位雙向I/O口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，能夠輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口D呈現(xiàn)為三態(tài)。7、AVCC：AVCC為A/D轉(zhuǎn)換器的電源。當(dāng)引腳PC3..0與PC7..6用于ADC時(shí)，AVCC應(yīng)經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器與VCC連接。不使用ADC時(shí)該引腳應(yīng)直接與VCC連接。PC6..4的電源則是由VCC提供的。8、AREF：AREF為ADC的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。9、ADC7..6：(TQFP與MLF封裝)TQFP與MLF封裝芯片的ADC7..6引腳為兩個(gè)10位A/D轉(zhuǎn)換器的輸入口，它們的電壓由AVCC提供。圖26AVR結(jié)構(gòu)框圖圖26AVR結(jié)構(gòu)框圖5.2.5舵機(jī)信號(hào)輸出模塊該模塊輸出舵機(jī)控制信號(hào)，主要功能部件為75HC595芯片。74HC595是一款漏極開路輸出的CMOS移位寄存器，輸出端口為可控的三態(tài)輸出端，亦能串行輸出控制下一級(jí)級(jí)聯(lián)芯片。使用原理：舵機(jī)信號(hào)輸出模塊采用了4塊74HC595芯片作為32路控制器信號(hào)輸出端。單片機(jī)經(jīng)過(guò)將數(shù)據(jù)輸入SI口，并對(duì)需要使用的芯片進(jìn)行時(shí)能后，74HC595輸出控制信號(hào)[25]使用原理：舵機(jī)信號(hào)輸出模塊采用了4塊74HC595芯片作為32路控制器信號(hào)輸出端。單片機(jī)經(jīng)過(guò)將數(shù)據(jù)輸入SI口，并對(duì)需要使用的芯片進(jìn)行時(shí)能后，74HC595輸出控制信號(hào)[25]。圖2775HC595引腳說(shuō)明[25]，如表4所示表475HC595引腳表475HC595引腳引腳編號(hào)管腳名說(shuō)明1、2、3、4、5、6、7、15QA-QH三態(tài)輸出管腳8GND電源地9SQH串行數(shù)據(jù)輸出管腳10SCLR移位寄存器清零端11SCK數(shù)據(jù)輸入時(shí)鐘線12RCK輸出存儲(chǔ)器鎖存時(shí)鐘線13OE輸出使能14SI數(shù)據(jù)線15VCC電源端6.上位機(jī)軟件上位機(jī)軟件是機(jī)械手控制的客戶界面，強(qiáng)大的功能提供了多種控制機(jī)械手的方式，能夠根據(jù)實(shí)際情況選用其中一種或幾種方式相接合，從而達(dá)到難度要求較高的任務(wù)要求（詳見圖12）。界面介紹（分6個(gè)部分組成）：A、端口的連接和設(shè)置。B、通道的控制。C、操作選項(xiàng)。D、指令庫(kù)。E、速度調(diào)節(jié)和間隔時(shí)間調(diào)節(jié)。F、手輸指令。6.1端口的連接和設(shè)置端口是電腦與機(jī)械手的連接通道，上位機(jī)的命令便是經(jīng)過(guò)端口傳遞給機(jī)械手。如果端口出現(xiàn)異常將直接截?cái)鄼C(jī)械手的控制信號(hào)傳輸。故端口的選擇將直接影響機(jī)械手控制是否成功。圖28端口連接圖28端口連接軟件提供用戶自由選擇端口種類及連接或斷開，也可對(duì)端口進(jìn)行屬性設(shè)置。*在單擊連接按鈕后，上位機(jī)軟件將自動(dòng)與機(jī)械手進(jìn)行連接，按鍵字樣由“連接”轉(zhuǎn)為“斷開”，設(shè)置功能也將不可用。*單擊斷開按鈕后，上位機(jī)軟件將自動(dòng)與機(jī)械手?jǐn)嚅_連接，按鍵字樣由“斷開”轉(zhuǎn)為“連接”，設(shè)置功能重新可用。圖29端口設(shè)置圖29端口設(shè)置端口設(shè)置內(nèi)容包括：端口選擇、比特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶效驗(yàn)、流控制。*主要設(shè)置：端口選擇、比特率。*比特率：要與機(jī)械手主電路控制板設(shè)置相對(duì)應(yīng)。6.2通道的控制控制電路板共提供32路控制通道，可同時(shí)滿足對(duì)32個(gè)執(zhí)行件進(jìn)行控制。（1-16路控制通道與17-32路控制通道的電源輸入接口相互獨(dú)立，可由用戶選擇接通。）舵機(jī)工作原理:控制信號(hào)由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號(hào)調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。它內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準(zhǔn)信號(hào)，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負(fù)輸出使電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，經(jīng)過(guò)級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)[26]。6.2.1舵機(jī)控制舵機(jī)的控制一般需要一個(gè)20ms左右的時(shí)基脈沖，該脈沖高電平部分一般對(duì)應(yīng)0.5ms~2.5ms范圍內(nèi)的角度控制脈沖部分。以180度角度伺服為例，那么對(duì)應(yīng)的控制關(guān)系是這樣的[26]：0.5ms0度；1.0ms45度；1.5ms90度；2.0ms135度；2.5ms180度；6.2.2上位機(jī)控制原理根據(jù)舵機(jī)的控制原理，上位機(jī)采用滾動(dòng)條形式，經(jīng)過(guò)拖動(dòng)滾動(dòng)條或直接輸入滾動(dòng)條數(shù)值，控制輸出脈沖長(zhǎng)度，從而達(dá)到控制角度的目的。（滾動(dòng)條對(duì)應(yīng)數(shù)值500-2500，代表脈沖時(shí)間0.5-2.5ms）6.2.3實(shí)際操作上位機(jī)軟件默認(rèn)滾動(dòng)條數(shù)值1500是歸零的狀態(tài)。每條通道控制的上位機(jī)界面，從上到下為：數(shù)值輸入框、滾動(dòng)條、復(fù)選框。當(dāng)選中復(fù)選框的時(shí)候，數(shù)值條為有效狀態(tài)，這里，如果說(shuō)機(jī)器手臂從上向下6個(gè)舵機(jī)按順序編號(hào)為1-6，插在控制板上的插頭倘若也是按這個(gè)順序接在主板上，此控制軟件界面上的1-6個(gè)編號(hào)也是一一對(duì)應(yīng)的。當(dāng)雙電源接通后，通訊沒有問(wèn)題的話，拖動(dòng)1-6的任一個(gè)數(shù)值滾動(dòng)個(gè)條，機(jī)器手臂就會(huì)動(dòng)起來(lái)。（每次點(diǎn)復(fù)位按鈕后，拖動(dòng)編號(hào)1伺服電機(jī)對(duì)應(yīng)的滾動(dòng)條，拖動(dòng)到1340-1950，以免讓編號(hào)1電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于負(fù)載狀態(tài)而減少電機(jī)壽命或損壞電機(jī)。）6.3操作選項(xiàng)操作選項(xiàng)欄，我們用得比較多的就是“復(fù)位”，“添加”，“修改”，“刪除”，“退出”。復(fù)位：當(dāng)點(diǎn)擊“復(fù)位”按鈕時(shí)，機(jī)器手臂會(huì)回到初始狀態(tài)，初始狀態(tài)時(shí)，當(dāng)前生效的數(shù)值拖動(dòng)條的按鈕會(huì)停留在中間位置，對(duì)應(yīng)的數(shù)值顯示為1500。添加：當(dāng)操作者點(diǎn)擊“添加”按鈕時(shí)，此控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把各個(gè)對(duì)應(yīng)編號(hào)伺服電機(jī)的狀態(tài)（機(jī)器手臂的每行指令的間隔時(shí)間、伺服轉(zhuǎn)動(dòng)速度和角度）自動(dòng)保存到指令庫(kù)里面。修改：“修改”按鈕是有來(lái)修改已經(jīng)生成的一行指令。就是在選中一行指令時(shí)，點(diǎn)擊“修改”按鈕時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將當(dāng)前各個(gè)編號(hào)伺服電機(jī)的動(dòng)作狀態(tài)信息替換選中行指令的功能。刪除：“刪除”按鈕是用來(lái)刪除當(dāng)前選中的一行指令。退出：“退出”按鈕是退出當(dāng)前操作界面。*操作功能是機(jī)械手的示教功能，經(jīng)過(guò)添加功能保存舵機(jī)狀態(tài)，并經(jīng)過(guò)“運(yùn)行”功能將單一的動(dòng)作進(jìn)行串聯(lián)，從而達(dá)到連續(xù)動(dòng)作的目的。6.4指令庫(kù)指令庫(kù)是用來(lái)保存一行或多行各個(gè)對(duì)應(yīng)編號(hào)伺服電機(jī)動(dòng)作（機(jī)器手臂的每行指令包括間隔時(shí)間、伺服轉(zhuǎn)動(dòng)速度和角度）指令的一個(gè)庫(kù)空間。在使用運(yùn)行命令時(shí)，指令庫(kù)中指令按排列循序依次執(zhí)行。6.5速度調(diào)節(jié)和間隔時(shí)間調(diào)節(jié)“速度調(diào)節(jié)”控制著每個(gè)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。系統(tǒng)默認(rèn)為300為佳，數(shù)值調(diào)太大會(huì)影響機(jī)器手臂的使用壽命。（300代表的意義：每秒鐘單個(gè)通道數(shù)值改變的量為300，以180度舵機(jī)為例300代表每秒轉(zhuǎn)動(dòng)27度。）“間隔時(shí)間調(diào)節(jié)”是調(diào)節(jié)每行指令間的動(dòng)作時(shí)間間隔。舉例表示：time4800#5p500s300time3000#5p1000s300time#5ps3001、運(yùn)行第一句指令時(shí)表示：系統(tǒng)給予機(jī)械手臂1號(hào)舵機(jī)4800ms從當(dāng)前位置移動(dòng)到p500位置，速度為300。2、運(yùn)行第二句指令時(shí)表示：系統(tǒng)給予機(jī)械手臂1號(hào)舵機(jī)3000ms從p500位置移動(dòng)到p1000位置，速度為300。3、運(yùn)行第三句指令時(shí)表示：系統(tǒng)給予機(jī)械手臂1號(hào)舵機(jī)ms從p1000位置移動(dòng)到p位置，速度為300。*注意命令三中p1000到p度為300，完成這個(gè)動(dòng)作耗時(shí)t=（-1000）/300=3.33s>ms,即命令三在執(zhí)行2秒后舵機(jī)便停止，機(jī)械手未能到達(dá)指定位置。故間隔時(shí)間和速度要相互配合才能準(zhǔn)確完成指定任務(wù)。6.6手輸指令6.6.1機(jī)械手上位機(jī)程序（指令）編寫規(guī)則本機(jī)械手上位機(jī)程序，采用較為簡(jiǎn)單明了的程序編寫規(guī)則。其包含四個(gè)要素：時(shí)間，對(duì)象通道，位置，轉(zhuǎn)速。1、時(shí)間：表示執(zhí)行對(duì)應(yīng)行指令所耗時(shí)間，即兩行指令跳轉(zhuǎn)所需時(shí)間間隔。2、對(duì)象通道：由于機(jī)械手臂采用32控制電路，故編程時(shí)必須指明程序需控制的通道。（此控制電路通道對(duì)應(yīng)編程通道代號(hào)，見表5）3、位置：表示舵機(jī)旋轉(zhuǎn)停止后位置的數(shù)值。4、轉(zhuǎn)速：表示舵機(jī)的轉(zhuǎn)速，即舵機(jī)每秒能夠旋轉(zhuǎn)的單位精度量。舉例說(shuō)明：“time3000#5P1200s300”（1）、time3000：表示執(zhí)行此行指令的時(shí)間——時(shí)間。（2）、#5：表示程序控制的通道為1號(hào)通道——對(duì)象。（3）、p1200：表示舵機(jī)旋轉(zhuǎn)停止后位置的數(shù)值為1200。（4）、s300：表示舵機(jī)每秒能夠旋轉(zhuǎn)300個(gè)單位精度，即每秒轉(zhuǎn)動(dòng)27度。6.6.2手輸指令欄的運(yùn)用舉例：在手輸指令欄中輸入“time3000#5P1200s300”然后點(diǎn)“發(fā)送”按鈕，便能夠控制其中1號(hào)舵機(jī)電機(jī)的傳動(dòng)。如果想命令多個(gè)電機(jī)同時(shí)工作，例：控制1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)舵機(jī)分別從當(dāng)前位置轉(zhuǎn)動(dòng)到0度、27度、45度、63度、90度、180度時(shí)需輸入：#5P500#6P800#4P1000#3P1200#2P1500#12500，并點(diǎn)擊“發(fā)送”。*“發(fā)送”命令使用后，被發(fā)送指令將被刪除不在指令庫(kù)中進(jìn)行保留。表5編號(hào)表電路板編號(hào)對(duì)應(yīng)的指令編號(hào)，見表5所示。表5編號(hào)表7.機(jī)械手手工編程的開發(fā)和使用7.1單步即時(shí)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)動(dòng)作步驟：1、機(jī)器手臂連接完成。2、拖動(dòng)上位機(jī)軟件通道控制滾動(dòng)條——拖動(dòng)過(guò)程中機(jī)械手隨數(shù)值變化而產(chǎn)生即時(shí)動(dòng)作。3、直接在通道控制界面輸入滾動(dòng)條數(shù)值——機(jī)械手隨輸入數(shù)字不同可產(chǎn)生即時(shí)變化。4、經(jīng)過(guò)手輸命令實(shí)現(xiàn)多電機(jī)聯(lián)動(dòng)即時(shí)動(dòng)作。單步即時(shí)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：能夠直接進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，能夠省去前期對(duì)機(jī)械手幾何尺寸進(jìn)行測(cè)量與計(jì)算，在有實(shí)物的現(xiàn)場(chǎng)是最直接編程方式。缺點(diǎn)：?jiǎn)尾綗o(wú)法實(shí)現(xiàn)多伺服電機(jī)連續(xù)運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，且必須經(jīng)過(guò)多次調(diào)試。在無(wú)實(shí)物機(jī)械手的狀態(tài)下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確編程定位。7.2編程連續(xù)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)動(dòng)作步驟：1、機(jī)器手臂連接完成。2、經(jīng)過(guò)操作功能記錄各次單步動(dòng)作，并經(jīng)過(guò)連續(xù)執(zhí)行所記錄的單步動(dòng)作達(dá)到連續(xù)動(dòng)作的目的。3、經(jīng)過(guò)預(yù)先編程，并將編寫好的程序輸入上位機(jī)“手輸指令欄”便可達(dá)到復(fù)雜動(dòng)作的需要。此章將詳細(xì)介紹預(yù)先編程流程及程序優(yōu)化：主要工作：1、確定機(jī)械手舵機(jī)與上位機(jī)數(shù)值關(guān)系2、測(cè)量機(jī)械手尺寸3、舉例驗(yàn)證4、時(shí)間、轉(zhuǎn)動(dòng)量、轉(zhuǎn)速關(guān)系5、機(jī)械手多軸聯(lián)動(dòng)優(yōu)化編程6、模塊化編程7.2.1確定機(jī)械手舵機(jī)與上位機(jī)數(shù)值關(guān)系1、上位機(jī)軟件與機(jī)械手1號(hào)舵機(jī)之間控制關(guān)系：圖30機(jī)械手（2D）表6舵機(jī)1號(hào)上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值圖30機(jī)械手（2D）表6舵機(jī)1號(hào)上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值爪開合量1340-140053mm-51mm1400-145051mm-48mm1450-150048mm-46mm1500-155046mm-42mm1550-160042mm-38mm1600-165038mm-33mm1650-170033mm-27mm1700-175027mm-22mm1750-180022mm-17mm1800-185017mm-12mm1850-190012mm-7mm1900-19507mm-5mm注：滾動(dòng)條數(shù)值不能超過(guò)1340-1950范圍。舵機(jī)原點(diǎn)：滾動(dòng)條數(shù)值為1340。例：將邊長(zhǎng)為22mm的物體夾住。如圖31，機(jī)械手如要夾持此物體必須滿足條件：爪部張開量達(dá)到22mm，夾持力達(dá)到要求。查表6符合22mm的爪開合量為22mm-17mm，對(duì)應(yīng)上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值為1750-1800。圖31圖31夾持物2、上位機(jī)軟件與機(jī)械手2號(hào)舵機(jī)關(guān)系已知2號(hào)電機(jī)控制機(jī)械手臂爪部旋轉(zhuǎn)，亦稱腕。（1）、該舵機(jī)可旋轉(zhuǎn)角度180度，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)楦┮暊顟B(tài)下隨著通道控制數(shù)值變小腕舵機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）、舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)精度：180度/（2500-500）=0.09度（表示上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值變動(dòng)一個(gè)單位，對(duì)應(yīng)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度為0.09度）。（3）、舵機(jī)原點(diǎn)判斷:如圖32。（4）、為實(shí)現(xiàn)高效率編制運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)機(jī)械手臂旋轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行記錄。提供標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械手運(yùn)動(dòng)程序參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)表，表7。表7舵機(jī)2號(hào)上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值表7舵機(jī)2號(hào)上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度（順時(shí)針為正）500164.34…………22260度（平行狀態(tài)，設(shè)定為零點(diǎn)）…………2500-24.66圖圖32舵機(jī)2號(hào)*上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值P與舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度β計(jì)算公式β=0.09×（P1-P0）式中：P1——滾動(dòng)條所要求位置的數(shù)值。P0——舵機(jī)位于原點(diǎn)時(shí)，滾動(dòng)條數(shù)值，3號(hào)舵機(jī)為2226。由上式可推出，已知舵機(jī)旋轉(zhuǎn)位置角度，求P1值。P1=-β/0.09+P0=-β/0.09+22263、上位機(jī)軟件與3號(hào)舵機(jī)控制關(guān)系已知3號(hào)電機(jī)控制機(jī)械手腕與爪移動(dòng)。（1）、該舵機(jī)可旋轉(zhuǎn)角度180度，隨著通道控制數(shù)值變大旋轉(zhuǎn)方向?yàn)?號(hào)電機(jī)相對(duì)于5號(hào)電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。（2）、舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)精度：180度/（2500-500）=0.09度（表示上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值變動(dòng)一個(gè)單位，對(duì)應(yīng)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度為0.09度）。（3）、舵機(jī)原點(diǎn)判斷：2號(hào)、3號(hào)舵機(jī)B、C表面相互平行。（如圖33）、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)程序參數(shù)，如表8。表8舵機(jī)3號(hào)上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值對(duì)應(yīng)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度（順時(shí)針為正）500-85.5度…………13500度（平行狀態(tài)，設(shè)定為零點(diǎn)）…………2500圖33圖33舵機(jī)3號(hào)*上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值P與舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度β計(jì)算公式β=0.09×（P1-P0）式中：P1——滾動(dòng)條所要求位置的數(shù)值。P0——舵機(jī)位于原點(diǎn)時(shí)，滾動(dòng)條數(shù)值，3號(hào)舵機(jī)為1350。由上式可推出，已知舵機(jī)旋轉(zhuǎn)位置角度，求P1值。P1=β/0.09+P0=β/0.09+13504、上位機(jī)軟件與4號(hào)舵機(jī)關(guān)系已知4號(hào)電機(jī)控制機(jī)械手臂移動(dòng)。（1）、該舵機(jī)可旋轉(zhuǎn)角度180度，隨著通道控制數(shù)值變小旋轉(zhuǎn)方向?yàn)?號(hào)電機(jī)相對(duì)于5號(hào)電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。（2）、舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)精度：180度/（2500-500）=0.09度（表示上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值變動(dòng)一個(gè)單位，對(duì)應(yīng)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度為0.09度）。（3）、舵機(jī)原點(diǎn)判斷：連臂x，y相互平行。（如圖34）（4）、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)程序參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)表，見表9。表9舵機(jī)4號(hào)上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值對(duì)應(yīng)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度（順時(shí)針為正）500+96.75度…………15750度（平行狀態(tài)，設(shè)定為零點(diǎn)）…………2500圖34圖34舵機(jī)4號(hào)*上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值P與舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度β計(jì)算公式β=0.09×（P1-P0）式中：P1——滾動(dòng)條所要求位置的數(shù)值P0——舵機(jī)位于原點(diǎn)時(shí)，滾動(dòng)條數(shù)值，4號(hào)舵機(jī)為1575.由上式可推出，已知舵機(jī)旋轉(zhuǎn)位置角度，求P1值。P1=－β/0.09+P0=－β/0.09+15755、上位機(jī)與5號(hào)舵機(jī)關(guān)系已知5號(hào)電機(jī)控制機(jī)械手臂移動(dòng)。（1）、該舵機(jī)可旋轉(zhuǎn)角度180度，隨著通道控制數(shù)值變大旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檫B臂y相對(duì)于5號(hào)電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。（2）、舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)精度：180度/（2500-500）=0.09度（表示上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值變動(dòng)一個(gè)單位，對(duì)應(yīng)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度為0.09度）。（3）、舵機(jī)原點(diǎn)判斷：連臂y豎直狀態(tài)。（如圖35）（4）、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)程序參數(shù)，如表10。表10舵機(jī)5號(hào)上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值對(duì)應(yīng)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度（順時(shí)針為正）500-76.5度…………13500度（平行狀態(tài)，設(shè)定為零點(diǎn)）…………2500圖35圖35舵機(jī)5號(hào)*上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值P與舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度β計(jì)算公式β=0.09×（P1-P0）式中：P1——滾動(dòng)條所要求位置的數(shù)值P0——舵機(jī)位于原點(diǎn)時(shí)，滾動(dòng)條數(shù)值，4號(hào)舵機(jī)為1350.由上式可推出，已知舵機(jī)旋轉(zhuǎn)位置角度，求P1值。P1=β/0.09+P0=β/0.09+13506、上位機(jī)與6號(hào)舵機(jī)關(guān)系已知6號(hào)電機(jī)控制機(jī)械手臂旋轉(zhuǎn)。（1）、該舵機(jī)可旋轉(zhuǎn)角度180度，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)楦┮暊顟B(tài)下隨著通道控制數(shù)值變小腕舵機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）、舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)精度：180度/（2500-500）=0.09度（表示上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值變動(dòng)一個(gè)單位，對(duì)應(yīng)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度為0.09度）。（3）、舵機(jī)原點(diǎn)判斷：舵機(jī)5N面與舵機(jī)6M面平行（NM面不在同側(cè)，如圖36）。（4）、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)程序參數(shù),見表11。表11舵機(jī)6號(hào)上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度（順時(shí)針為正）500+99度…………16000度（平行狀態(tài)，設(shè)定為零點(diǎn)）…………2500圖36圖36舵機(jī)6號(hào)*上位機(jī)滾動(dòng)條數(shù)值P與舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度β計(jì)算公式β=0.09×（P1-P0）式中：P1——滾動(dòng)條所要求位置的數(shù)值。P0——舵機(jī)位于原點(diǎn)時(shí)，滾動(dòng)條數(shù)值，4號(hào)舵機(jī)為1600。由上式可推出，已知舵機(jī)旋轉(zhuǎn)位置角度，求P1值。P1=－β/0.09+P0=－β/0.09+16007.2.2測(cè)量機(jī)械手尺寸進(jìn)過(guò)實(shí)際測(cè)量得下圖（圖37）圖37圖37機(jī)械手臂測(cè)量圖7.2.3舉例驗(yàn)證（參照?qǐng)D36）圖38實(shí)例圖（參照?qǐng)D36）圖38實(shí)例圖要求：將A位置“被夾持物”舉高后，放置到另一側(cè)的B位置（如圖38）。步驟：*為方便編程此處時(shí)間與速度均采用默認(rèn)值分析：1、由3.1節(jié)得爪張開后a值發(fā)生變化，故必須考慮機(jī)械手臂實(shí)際移動(dòng)距離要小于248.8mm。已知：c=31mm，b=0mm，h=51.5/2mm，由得：a=28.23mm2、機(jī)械手臂實(shí)際接觸部分如圖39中d部分，圖39接觸位置圖39接觸位置3、故機(jī)械手實(shí)際需要移動(dòng)的距離為[248.8－（30/2）－28.23]=205.57mm工作流程：（1）、先將各舵機(jī)回原點(diǎn)；（2）、調(diào)整6號(hào)舵機(jī)角度，使被夾持物進(jìn)入機(jī)械手控制范圍；（3）、調(diào)整3號(hào)舵機(jī)角度，收回爪與腕防止機(jī)械手移動(dòng)中爪碰到被夾持物；（4）、調(diào)整4.5號(hào)舵機(jī)角度，使機(jī)械手達(dá)到指定位置；（5）、調(diào)整3號(hào)舵機(jī)角度，使爪能到達(dá)指定位置；（6）、調(diào)整1號(hào)舵機(jī)角度，夾住被夾持物；（7）、經(jīng)過(guò)3號(hào)舵機(jī)夾起物件；（8）、調(diào)整6號(hào)舵機(jī)角度，使機(jī)械手轉(zhuǎn)至指定位置；（9）、調(diào)整3號(hào)舵機(jī)放下物件；（10）、調(diào)整1號(hào)舵機(jī)放開物件；（11）、復(fù)位5號(hào)舵機(jī)后將其它電機(jī)回零。4、詳細(xì)過(guò)程：（1）、將機(jī)械手臂復(fù)位，1號(hào)舵機(jī)爪張開至最大位置（各舵機(jī)回至原點(diǎn)，非上位機(jī)軟件復(fù)位）。得程序：Time7000#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#2p1350s300#1p1600s300（2)、調(diào)整6號(hào)舵機(jī)角度：已知A位置位于相對(duì)舵機(jī)6的M同側(cè)法線位置由圖36及表11得A物體相對(duì)于舵機(jī)6旋轉(zhuǎn)角度為+90度位置，故有公式P1=－β/0.09+1600，得P1=600。由表5得舵機(jī)6號(hào)對(duì)應(yīng)編程代號(hào)為1，得程序：time4800#1p600s300（3)、調(diào)整3號(hào)舵機(jī)角度：由圖33及表8先將3號(hào)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)達(dá)到+90度位置，由公式P1=β/0.09+1350得P1=2350，由表5得舵機(jī)3號(hào)對(duì)應(yīng)編程代號(hào)為4，得程序：time4800#4p2350s300（4)、調(diào)整4.5號(hào)舵機(jī)角度：經(jīng)計(jì)算得5號(hào)舵機(jī)與4號(hào)舵機(jī)之間臂部分長(zhǎng)度在水平方向上投影需為39mm，即5號(hào)舵機(jī)角度位置為-29度。由圖35及表10需將5號(hào)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)達(dá)到-29度，由公式P1=β/0.09+1350，得P1=1027。由表5得舵機(jī)5號(hào)對(duì)應(yīng)編程代號(hào)為2，得程序：time4800#2p1027s300需舵機(jī)4號(hào)與舵機(jī)3號(hào)之間臂部分與底座平行，由圖34及表9需將4號(hào)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)達(dá)到-61度，由公式P1=－β/0.09+1575得P1=2253，由表5得舵機(jī)4號(hào)對(duì)應(yīng)編程代號(hào)為3，得程序：time4800#3p2253s300（5）、調(diào)整3號(hào)舵機(jī)角度：根據(jù)計(jì)算將3號(hào)舵機(jī)回復(fù)至原點(diǎn)（機(jī)械手爪與到達(dá)指定位置），由圖33及表8需將3號(hào)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)達(dá)到0度，由公式P1=β/0.09+1350，得P1=1350，由表5得舵機(jī)3號(hào)對(duì)應(yīng)編程代號(hào)為4，得程序：time4800#4p1350s300（6）、調(diào)整1號(hào)舵機(jī)角度：根據(jù)被夾持物外形尺寸調(diào)整爪張開量，根據(jù)表6需將1號(hào)舵機(jī)數(shù)值調(diào)整為P=1400，由表5得舵機(jī)1號(hào)對(duì)應(yīng)編程代號(hào)為5，得程序:time4800#5p1400s300（7）、調(diào)整3號(hào)舵機(jī)角度：根據(jù)計(jì)算需將被夾持物抬高一定距離，3號(hào)舵機(jī)需旋轉(zhuǎn)至+61度位置，即號(hào)舵機(jī)數(shù)值調(diào)整為P2027，計(jì)算過(guò)程同上第3步，得程序：time4800#4p2027s300（8）、調(diào)整6號(hào)舵機(jī)角度：由圖33得，B位置為俯視狀態(tài)下A位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)150度的位置，根據(jù)圖36及表11需將6號(hào)舵機(jī)角度位置調(diào)整為－60度，故有公式P1=－β/0.09+1600得P1=2266，由表5得舵機(jī)6號(hào)對(duì)應(yīng)編程代號(hào)為1，得程序：time6000#1p2266s300（9）、調(diào)整3號(hào)舵機(jī)角度：需舵機(jī)4號(hào)與舵機(jī)3號(hào)之間臂部分與底座平行由圖34及表9需將3號(hào)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)達(dá)到0度，計(jì)算過(guò)程同上第3步，由表5得舵機(jī)3號(hào)對(duì)應(yīng)編程代號(hào)為4，得程序：time4800#4p1350s300（10）、調(diào)整1號(hào)舵機(jī)角度：將機(jī)械手爪部張開至最大，查表6得P1=1340，由表5得舵機(jī)1號(hào)對(duì)應(yīng)編程代號(hào)為5，得程序：time4800#5p1340s300（11）、回零5號(hào)舵機(jī)后再回零其它舵機(jī)，得程序：time4800#2p1350s300time4800#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#1p1600s3005、程序最后整理為：第一行：Time7000#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#2p1350s300#1p1600s300第二行：time4800#1p600s300第三行：time4800#4p2350s300第四行：time4800#2p1027s300第五行：time4800#3p2253s300第六行：time4800#4p1350s300第七行：time4800#5p1400s300第八行：time4800#4p2027s300第九行：time6000#1p2266s300第十行：time4800#4p1350s300第十一行：time4800#5p1340s300第十二行：time4800#2p1350s300第十三行：time4800#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#1p1600s300將上述程序輸入上位機(jī)便可完成“被夾持物”從A位置搬運(yùn)至B位置。（上述程序耗時(shí)70s）7.2.4時(shí)間、轉(zhuǎn)動(dòng)量、轉(zhuǎn)速關(guān)系在7.2.3例子中我們能夠發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象：機(jī)械手的兩個(gè)連續(xù)動(dòng)作之間往往存在停頓等待現(xiàn)象。停頓等待的出現(xiàn)增加了機(jī)械手資源的浪費(fèi)，不利于實(shí)現(xiàn)高效化工作。本小節(jié)將著力介紹如何消除或減小此類等待現(xiàn)象。1、分析：產(chǎn)生等待現(xiàn)象的原因，指令執(zhí)行時(shí)間（跳轉(zhuǎn)時(shí)間）與舵機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間不匹配。（1）、指令執(zhí)行時(shí)間<舵機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間，將會(huì)導(dǎo)致指令提前跳轉(zhuǎn)出現(xiàn)舵機(jī)未旋轉(zhuǎn)到位現(xiàn)象。（2）、指令執(zhí)行時(shí)間=舵機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間，指令跳轉(zhuǎn)時(shí)舵機(jī)正好運(yùn)動(dòng)到位為編程最優(yōu)狀態(tài)。（3）、指令執(zhí)行時(shí)間>舵機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間，將出現(xiàn)舵機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)停止后等待指令執(zhí)行結(jié)束，導(dǎo)致等待出現(xiàn)。2、措施：上述現(xiàn)象涉及到三個(gè)要素，時(shí)間、轉(zhuǎn)動(dòng)量、轉(zhuǎn)速。由上述分析可得第2種情況為編程最優(yōu)，故能夠得到以下表示式：指令執(zhí)行時(shí)間=舵機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間舵機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間=轉(zhuǎn)動(dòng)量/轉(zhuǎn)速*轉(zhuǎn)動(dòng)量為相鄰兩條指令旋轉(zhuǎn)位置之差的絕對(duì)值；單行指令中不同舵機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)間不同時(shí)，指令執(zhí)行時(shí)間取用最長(zhǎng)的時(shí)間；為保證能完全復(fù)位程序，首行回原點(diǎn)指令時(shí)間一般較長(zhǎng)，不建議修改。3、實(shí)例解析：已知：某程序第一行：time4800#5p1340s300第二行：time4800#5p1400s300故可得：第二行舵機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間=（1400-1340）/300=0.2秒，舵機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間<指令執(zhí)行時(shí)間，存在等待時(shí)間，結(jié)論：將第二行指令應(yīng)改為，time200#5p1400s3004、對(duì)7.2.3程序優(yōu)化：第一行：time7000#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#2p1350s300#1p1600s300第二行：time4800#1p600s300第一行：time7000#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#2p1350s300#1p1600s300第二行：time4800#1p600s300第三行：time4800#4p2350s300第四行：time4800#2p1027s300第五行：time4800#3p2253s300第六行：time4800#4p1350s300第七行：time4800#5p1400s300第八行：time4800#4p2027s300第九行：time6000#1p2266s300第十行：time4800#4p1350s300第十一行：time4800#5p1340s300第十二行：time4800#2p1350s300第十三行：time4800#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#1p1600s300上述程序耗時(shí)70秒第一行：time7000#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#2p1350s300#1p1600s300第二行：time3400#1p600s300第三行：time3400#4p2350s300第四行：time1100#2p1027s300第五行：time2300#3p2253s300第六行：time3400#4p1350s300第七行：time200#5p1400s300第八行：time2300#4p2027s300第九行：time5600#1p2266s300第十行：time2300#4p1350s300第十一行：time200#5p1340s300第十二行：time1100#2p1350s300第十三行：time2300#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#1p1600s300上述程序耗時(shí)37秒經(jīng)過(guò)時(shí)間、轉(zhuǎn)動(dòng)量、轉(zhuǎn)速三者優(yōu)化后7.2.5機(jī)械手多軸聯(lián)動(dòng)優(yōu)化編程單軸運(yùn)動(dòng)：機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每一時(shí)刻同時(shí)運(yùn)動(dòng)的軸數(shù)量不超過(guò)1根。多軸聯(lián)動(dòng)：機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過(guò)程中某一時(shí)刻同時(shí)運(yùn)動(dòng)的軸數(shù)量超過(guò)1根。相對(duì)于多軸聯(lián)動(dòng)，單軸運(yùn)動(dòng)編程較簡(jiǎn)單，但單軸運(yùn)動(dòng)指令較長(zhǎng)，極易出現(xiàn)編程錯(cuò)誤，且程序查錯(cuò)修改工作量較大。但同時(shí)多軸聯(lián)動(dòng)有利于減少程序指令數(shù)量，提高工作效率是現(xiàn)今機(jī)械手發(fā)展的方向。多軸聯(lián)動(dòng)與單軸運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系：多軸聯(lián)動(dòng)建立在單軸運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上，即多軸聯(lián)動(dòng)為多條單軸運(yùn)動(dòng)指令的集合。如單軸運(yùn)動(dòng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的操作，多軸聯(lián)動(dòng)亦無(wú)法實(shí)現(xiàn)。多軸聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法：1、機(jī)械手單軸運(yùn)動(dòng)程序單中的相鄰的通道控制指令之間的程序段不出現(xiàn)干涉現(xiàn)象時(shí)可合并成一段程序。（如圖39）2、機(jī)械手單軸運(yùn)動(dòng)程序單中的相鄰的通道控制指令之間的程序段出現(xiàn)干涉現(xiàn)象時(shí)如圖40，可將（程序段頭→前一行程序）合成一段，干涉位置一段，（后一行程序→1、機(jī)械手單軸運(yùn)動(dòng)程序單中的相鄰的通道控制指令之間的程序段不出現(xiàn)干涉現(xiàn)象時(shí)可合并成一段程序。（如圖39）2、機(jī)械手單軸運(yùn)動(dòng)程序單中的相鄰的通道控制指令之間的程序段出現(xiàn)干涉現(xiàn)象時(shí)如圖40，可將（程序段頭→前一行程序）合成一段，干涉位置一段，（后一行程序→程序段尾）合成一段，共三段。圖39多軸聯(lián)動(dòng)a圖40多軸聯(lián)動(dòng)b*注意干涉現(xiàn)象：指機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)手臂與所抓取物相碰撞或機(jī)械手自身相碰撞或單行指令同一舵機(jī)出現(xiàn)次數(shù)超過(guò)1次，等使機(jī)械手無(wú)法完成指定任務(wù)的現(xiàn)象。對(duì)于多軸聯(lián)動(dòng)：可參考7.2.6節(jié)模塊化編程確定干涉位置。實(shí)例：對(duì)7.2.4程序優(yōu)化第一行：time7000#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#2p1350s300#1p1600s300第二行：time3400#1p600s300#4p2350s300#2p1027s300#3p2253s300第一行：time7000#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#2p1350s300#1p1600s300第二行：time3400#1p600s300#4p2350s300#2p1027s300#3p2253s300第三行：time3400#4p1350s300第四行：time200#5p1340s300第五行：time5600#3p1575s300#1p2266s300第六行：time2300#4p1350s300第七行：time200#5p1340s300第八行：time1100#2p1350s300第九行：time2300#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#1p1600s300上述程序耗時(shí)27s第一行：time7000#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#2p1350s300#1p1600s300第二行：time3400#1p600s300第三行：time3400#4p2350s300第四行：time1100#2p1027s300第五行：time2300#3p2253s300第六行：time3400#4p1350s300第七行：time200#5p1400s300第八行：time2300#4p2027s300第九行：time5600#1p2266s300第十行：time2300#4p1350s300第十一行：time200#5p1340s300第十二行：time1100#2p1350s300第十三行：time2300#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#1p1600s300上述程序耗時(shí)37s7.2.6模塊化編程模塊化編程指經(jīng)過(guò)人為的手段將程序分為固定的幾個(gè)組成部分。在執(zhí)行編程任務(wù)時(shí)，經(jīng)過(guò)組合不同的模塊從而達(dá)到快速高效的編程目的。機(jī)械手編程模塊一般能夠分成以下幾個(gè)部分：1、回原點(diǎn)模塊：該指令為固定指令不建議更改Time7000#5p1340s300#6p2226s300#4p1350s300#3p1575s300#2p1350s300#1p1600s3002、定位模塊：經(jīng)過(guò)調(diào)整除機(jī)械手臂爪部張合舵機(jī)外其余舵機(jī)，將爪部定位到指定所夾持物位置。3、抓取模塊：?jiǎn)沃笇⒆蠑n夾持住物品。4、轉(zhuǎn)移模塊：轉(zhuǎn)移包括三個(gè)部分：1）、將物體抬高使其脫離底面。2）、抬高物體后水平移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)到指定位置上方。3）、將物體下降到指定位置。5、松爪模塊：指將夾持物體的爪松開。6、脫離模塊：指將機(jī)械手的爪部脫離出物體，防止誤操作引起機(jī)械手臂部位與其自身或物品發(fā)生干涉現(xiàn)象。各編程模塊在程序中的運(yùn)用：1.程序段首：回原點(diǎn)模塊2.程序段正文：定位模塊A、單任務(wù)程序組成3.程序段正文：抓取模塊A、單任務(wù)程序組成4.程序段正文：轉(zhuǎn)移模塊5.程序段正文：松爪模塊6.程序段尾：脫離模塊B、多任務(wù)程序組成單任務(wù)程序段………………B、多任務(wù)程序組成單任務(wù)程序段………………單任務(wù)程序段三位一體離線編程平臺(tái)三位：指機(jī)械手自動(dòng)編程軟件、pro/e三維仿真檢驗(yàn)?zāi)K、機(jī)械手實(shí)際執(zhí)行模塊。一體：指由上述的三者經(jīng)過(guò)先輸出程序，再檢驗(yàn)程序，最后執(zhí)行程序的順序組合在一起的離線編程平臺(tái)。8.1自動(dòng)編程軟件此款軟件以方便編程人員使用及輔助實(shí)現(xiàn)離線編程為目的而進(jìn)行編寫，其采用了visualbasic編程語(yǔ)言進(jìn)行編制，并設(shè)計(jì)開發(fā)了以下功能：1、實(shí)現(xiàn)了將被夾持物座標(biāo)轉(zhuǎn)化為上位機(jī)p1~p6口參數(shù)的功能。2、提供了被夾持物在多位置間轉(zhuǎn)移時(shí)的自動(dòng)編程功能。*物品離機(jī)械手距離：指被夾持物到機(jī)械手底部電機(jī)輸出軸中心線距離。*物品離地高度：指夾持物被夾持位置距機(jī)械手放置平面的高度。*夾持角度：指夾持時(shí)機(jī)械手爪部與豎直線成夾角，如圖41。（1）、當(dāng)被夾持物在5號(hào)舵機(jī)正方向范圍內(nèi)時(shí)對(duì)應(yīng)夾持角度為正（2）、當(dāng)被夾持物在5號(hào)舵機(jī)負(fù)方向范圍內(nèi)時(shí)對(duì)應(yīng)夾持角度為負(fù)圖41角a(5號(hào)舵機(jī)正負(fù)方向判斷方法見，7.2.1節(jié))圖41角a*夾持物體尺寸：指夾持物被夾持位置的尺寸，用以確定爪的張合量。*爪旋轉(zhuǎn)量：指2號(hào)舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)量，詳細(xì)規(guī)則見（7.2.1節(jié)）*夾持物與機(jī)械手工作面角度：指6號(hào)舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置，詳細(xì)規(guī)則見（7.2.1節(jié)）8.1.1軟件界面介紹1、位置轉(zhuǎn)化界面（主界面）圖42主界面圖42主界面該界面主要功能：將輸入的坐標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)化為相對(duì)應(yīng)上位機(jī)軟件p1~p6口P值。2、高級(jí)功能界面A圖43高級(jí)界面BA圖43高級(jí)界面B該界面主要功能：將輸入的一個(gè)或多個(gè)位置參數(shù)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的上位機(jī)程序。A窗口:對(duì)應(yīng)上位機(jī)程序輸出窗口（只提供三行顯示）B窗口：對(duì)應(yīng)坐標(biāo)參數(shù)輸入窗口，可同過(guò)“添加位置”“移除位置”來(lái)增加或減少位置數(shù)*本軟件供提供最多為4個(gè)的位置數(shù)*當(dāng)只有一個(gè)位置時(shí)，軟件自動(dòng)切換為：輸出原點(diǎn)到該點(diǎn)的上位機(jī)程序*當(dāng)存在多個(gè)位置時(shí)，軟件自動(dòng)切換為：輸出不同位置之間的上位機(jī)程序3、設(shè)置界面圖44設(shè)置界面圖44設(shè)置界面該界面主要功能：設(shè)置整個(gè)軟件工作參數(shù)。（1）、舵機(jī)原點(diǎn)：可經(jīng)過(guò)此項(xiàng)更改對(duì)應(yīng)舵機(jī)的原點(diǎn)位置，默認(rèn)為7.2.1節(jié)確定的機(jī)械手各舵機(jī)原點(diǎn)。（2）、舵機(jī)速度調(diào)節(jié)：經(jīng)過(guò)此項(xiàng)，調(diào)節(jié)“高級(jí)”模式下不同位置