六自由度机械手的工作原理介绍
发布日期：
2021-01-15
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六自由度串联机械手由6个转动关节组成，使用建模方法建立六自由度机械手运动学坐标系（为参考坐标系），假设机械手由一系列关节和连杆组成。这些机械手的关节可能是滑动（线性）的或旋转（转动）的，一旦将连杆的坐标系确定，可以得到了相应的连杆参数，直接可以推导出运动学的方程式。
六自由度机械臂有底盘（腰）、大臂、中臂、小臂、手腕旋转，手腕的俯和仰六个自由度，在手腕顶部则通过手爪机构实现对于负载目标的抓取。六自由度机械手作为模拟工业机械手动作的原型机，因此不要求具有较重的负载能力，但对抓取动作精度有较高要求，因此驱动方式选用了直流伺服电机，即腰部回旋、大臂、中臂、小臂动作以及腕部的俯仰动作均采用舵机，手爪机构的开合驱动也通过一台舵机来驱动。为了进一步提高机械手抓取动作的定位精度，进一步为机械手设计了光电检测定位系统。
六自由度机械手控制程序首先控制转盘舵机在0到180°范围内来回扫描，当第一个光电传感器检查到物体（传感器传回一个低电平）时，舵机减缓旋转速度，进行对物体的精确定位。当扫描到物体后，机械臂向前运动，等待测距传感器返回AD值比较匹配，此时即定位到物体具体位置。机械手张开夹取物体，并放到指定位置。然后单片机软件复位，恢复到扫描状态，等待下一次检测。
为了进一步提高机械手在复杂工作环境中抓取物体的准确度，采用光电传感器构建伺服跟踪控制系统进行抓取定位，所设计的控制系统能使得机械手运动轨迹平滑、稳定和精确。从而能确保机械手在危险、陌生的工作环境中正常工作，更能大大提高自动化生产线的生产效率，降低危险场所人身事故的发生。
