题  目

 

三自由度关节式机械臂控制系统设计

题目

来源

□ 科研项目    □ 生产实践

√ 自选题目    □ 其他

题目

类型

□ 理论研究  □ 科学实验    

√ 设计开发  □ 其他

选

题

背

景

及

目

的

1、本课题的课题来源及选题依据：  

    近年来，随着电子技术尤其是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，械手作为工业机器人的一个重要分支同时得到了快速的发展。机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。它有多个自由度，可用来搬运物体以完成各个不同环境中工作。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

2、本课题的设计意义

    机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。机械手是一种自动化定位控制并可重新编程以变动的多功能机器，机械手的控制设计是对于在大学里面学到的课程进一步巩固。本设计与专业相匹配，并且运用到大学里的机器人、自动控制、单片机等课程， 是学以致用的表现。同时锻炼了动手能力，加固对编程语言的掌握。   

工

作

任

务

及

要

求

    本设计拟建立一个三自由度的机械臂，采用单片机控制，使其利用关节角度的变化控制电机的转角实现手臂在空间的位置变化，该手臂具有三个关节，采用三台伺服舵机驱动。

    本课题设计完成一个三自由度关节式机械臂的控制系统，采用电机驱动，单片机与PC机两级控制，完成控制系统的软硬件设计。单片机通过串口接收PC机发出的控制指令，并将其转化成伺服舵机的控制脉冲，输出并驱动伺服舵机，从而实现利用关节角度的变化控制电机的转角实现手臂在空间的位置变化。 

    系统要求跟踪响应时间不大于2s，反复精度误差不超过10mm。

以上内容由指导教师填写

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