A. 智能大蒜入库机
控制智能机械臂自动完成大蒜播种过程,机械臂自动夹取大蒜种子后自动移动到播种区进行插播种子,有效的解决了播种时正立问题,可以调整种子的插入深度和株距,保证了大蒜的发芽率、蒜形和产量。本项目首创性的将智能机械臂运用到大蒜播种机中,打破了目前国内研制大蒜播种机滞留纯机械设计的现状,实现了播种机械智能化、自动化。 作品系统设计: 一、机械臂是一种模拟人臂的机械装置,具有多自由度,可以完成复杂的三维动作。机械臂动作灵活可靠,工作效率和质量非常高,在工业生产中发挥着极其主要的作用,同时在国外一些发达国家的农业生产和加工中得到大量应用。本研究采用的是六自由度机械臂,它可以完成抓取、移动、转动和翻转等复杂动作。机械臂的驱动装置是动作精密度很高的舵机,可以精确地驱动机械臂运动完成复杂的动作要求,因而控制机械臂能够完成复杂的大蒜播种过程。 二、舵机是一种位置伺服的驱动器,是机器人、机电系统和航模的重要执行机构。舵机的控制信号是PWM信号,信号的周期为20ms;通过改变PWM信号的占空比控制舵机运动的不同位置,角度变化与脉冲宽度的变化成正比。根据舵机控制所需的PWM宽度为0.5ms—2.5ms,周期为20ms。本研究采用T0产生0.5—2.5msPWM控制信号,T1设定动作延时时间使舵机有序平稳的完成动作。通过设定T0、T1的工作模式和编译控制程序,单片机控制舵机精确地运动。 三、本研究以52系列单片机作为控制芯片的主要研究对象。52系列单片机有8大部分组成,其为CPU、片内程序存储器和数据存储器、数据I/O接口、可编程串行口、特殊功能寄存器、定时/计数器和中断系统。它具有指令控制简单、运算速度快、工作可靠稳定、能耗低等诸多优点和优势。本研究主要运用单片机控制机械臂运动控制器—舵机的运动。 本研究中主要运用到单片机的T0和T1计时器产生控制舵机PWM信号,6个I/O分别连接6个舵机控制信号端口,RXD、TXD串行口与上位机通信。 四、控制系统电路设计 根据控制系统功能需要,外围电路包括三大部分: (1)单片机功能匹配电路,使单片机正常工作和选择合适的机器周期时间。 (2)串行口通信电路,实现与计算机的通信,下载控制程序和收集舵机工作在不同位置的数据。 (3)电源电路,为控制系统和机械臂提供电源。 五、控制程序的设计和调试 控制舵机的数据采取每步动作一个数组的形式,将一组数据发送给舵机后进行延时,待延时结束时在进行下一组的数据的发送,由此循环。通过不断地调整程序和运行试验,编译成比较完善的控制程序。在本研究中,自动播种系统运动参数相对比较固定,并且要求循环播种。通过实际测试,不断修改进机械臂运行中出现问题时控制舵机数据,不断完善和提高机械臂的工作性能。 六、自动播种装置的可行性研究 本研究采用的单片机和机械臂,其在工业和农业中得到广泛应用,工作性能稳定可靠,效率高。通过制作试验模型模拟,初步达到了设计方案重要的大蒜播种时种子正立的要求,具有科学性和可行性。本方案有很不少改进的地方和缺陷,但具有很大的创新性,结合了当今世界农业自动化和农业机器人在农业中广泛应用潮流,同时对我国农业机械研发具有很高借鉴意义
B. 机器人关节驱动器
整合电动机和液压传动目的是什么?一个关节用两个驱动装置,两个和尚抬水吃,谁干谁不干啊?那不是把系统复杂化了吗?如果把一个机械臂的不同关节用不同的驱动可能还make sense,受力大的用液压,小的用电机。
C. 什么是机械手臂
机械臂其实就是模拟人的手臂动作。是由多个铰链组成,每个铰链给予其所需的自由度以完成其所要实现的动作。
D. 库卡机器人显示屏状态栏上驱动装置上电状态的功能
库卡机器人控制系统的基本功能:
1、控制机械臂末端执行器的运动位置(即控制末端执行器经过的点和移动路径);
2、控制机械臂的运动姿态(即控制相邻两个活动构件的相对位置);
3、控制运动速度(即控制末端执行器运动位置随时间变化的规律);
4、控制运动加速度(即控制末端执行器在运动过程中的速度变化);
5、控制机械臂中各动力关节的输出转矩:(即控制对操作对象施加的作用力);
6、具备操作方便的人机交互功能,机器人通过记忆和再现来完成规定的任务;
7、使机器人对外部环境有检测和感觉功能。工业机器人配备视觉、力觉、触觉等传感器进行测量、识别,判断作业条件的变化。
机器人控制系统的功能是接收来自传感器的检测信号,根据操作任务的要求,驱动机械臂中的各台电动机就像我们人的活动需要依赖自身的感官一样,机器人的运动控制离不开传感器。机器人需要用传感器来检测各种状态。机器人的内部传感器信号被用来反映机械臂关节的实际运动状态,机器人的外部传感器信号被用来检测工作环境的变化。
E. 机械手臂的回转机构一般是用电机驱动还是液压驱动,两种方式的优缺点是什么
三种都有应用
1.液压驱动:
液压系统具有很大的功率质量比,适合于大负载的情形。
其优点在内于它的高容精度、高灵敏度和安全性。比如在一些工作区域对所带电压有要求的场合。
缺点在于成本大、易漏油
2.电力驱动:
电机拖动系统具有较大的功率质量比,适合于中等负载,
其优点在于它的高精度,且适合于动作复杂、运动轨迹严格的各类机器人。
其成本可高可低,应用较广
还有一种
3. 气压驱动:
该类系统缺点就是功率质量比较小,所以适合于节拍快、负载小且精度要求不高的场合
F. 机械手的直线运动一般用什么驱动
机械手主要由手部、运动和控制系统三大部分组成。机械手按驱动方式分类,可以分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手。
硬臂式助力机械手,在工件重心远离臂悬挂点,或是工件需要翻转或倾斜情况下,选用硬臂式助力机械手,还有在厂房高度有限情况下,可以选用硬臂式助力机械手。
硬臂式助力机械手可以实现提升最大500kg的工件,半径最大可以达到3000mm,提升高度最大1800mm。根据起吊工件重量不同,应选择符合最大工件重量的最小型号的机器,如果我们用最大负载200kg的机械手来搬运30kg的工件,那么操作性能肯定不好,感觉很笨重。
t型助力机械手,t型助力机械手没有双关节机械臂,它的前后左右位移靠导轨来实现。由于t型助力机械手没有机械臂,因而它比硬臂式显得小巧,更适合于操作空间狭小的场合。
t型助力机械手的最大负载要比硬臂式小,只有200kg,但提升高度可以根据客户要求设计,而且搬运范围要比硬臂式大的多。
软索式机械手具有全行程的“漂浮”功能,比气动平衡吊具有操作更灵活、速度更快的功能。适合于工件重量轻,但搬运节拍非常快的场合。但是和气动平衡吊一样,由于软索式助力机械手用钢丝绳来起吊,所以工件重心必须位于钢丝绳正下方。
G. 关于机械臂的驱动元件
直接用舵机或者步复进电机就足够了,你制做创新活动都是有经费的,这两种相对便宜。
区别在于舵机分辨率低,大概是45°,而步进电机有更高大概在0.1-1°左右的分辨率,如果你只是弹奏出声音,用舵机,想弹出至少一个八拍用步进电机。
他们的控制都很简单,只要给电压或者脉冲就能转动,前提是你要算好需要转动的角度,然后根据电压与角度的换算关系给出电压值。
H. 机械手臂是用什么控制的
机械手是伺服电机控制。
搬运机械手由PLC控制+触摸屏+伺服电机控制,采用占用空间少的框架式结构,生产能力大,码垛的方式可以采用示教是编程,电脑能够储存100套码垛方案,全部采用国内外名牌元件,适用于电子、食品、饮料、烟酒等行业的纸箱包装产品和热收缩膜产品码垛、堆垛作业。
机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。
机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改善热、累等劳动条件。机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
I. 工业机器人基本主要构成部分有哪些是什么驱动的
机器人目前是典型的机电一体化产品,一般由机械本体、控制系统、传感器、驱动器和输入/输出系统接口等五部分组成。为对本体进行精确控制,传感器应提供机器人本体或其所处环境的信息,控制系统依据控制程序产生指令信号,通过控制各关节运动坐标的驱动器,使各臂杆端点按照要求的轨迹、速度和加速度,以一定的姿态达到空间指定的位置。驱动器将控制系统输出的信号变换成大功率的信号,以驱动执行器工作。
1.机械本体
机械本体,是机器人赖以完成作业任务的执行机构,一般是一台机械手,也称操作器、或操作手,可以在确定的环境中执行控制系统指定的操作。典型工业机器人的机械本体一般由手部(末端执行器)、腕部、臂部、腰部和基座构成。机械手多采用关节式机械结构,一般具有6个自由度,其中3个用来确定末端执行器的位置,另外3个则用来确定末端执行装置的方向(姿势)。机械臂上的末端执行装置可以根据操作需要换成焊枪、吸盘、扳手等作业工具。
2.控制系统
控制系统是机器人的指挥中枢,相当于人的大脑功能,负责对作业指令信息、内外环境信息进行处理,并依据预定的本体模型、环境模型和控制程序做出决策,产生相应的控制信号,通过驱动器驱动执行机构的各个关节按所需的顺序、沿确定的位置或轨迹运动,完成特定的作业。从控制系统的构成看,有开环控制系统和闭环控制系统之分;从控制方式看有程序控制系统、适应性控制系统和智能控制系统之分。
3.驱动器
驱动器是机器人的动力系统,相当于人的心血管系统,一般由驱动装置和传动机构两部分组成。因驱动方式的不同,驱动装置可以分成电动、液动和气动三种类型。驱动装置中的电动机、液压缸、气缸可以与操作机直接相连,也可以通过传动机构与执行机构相连。传动机构通常有齿轮传动、链传动、谐波齿轮传动、螺旋传动、带传动等几种类型。
4.传感器
传感器是机器人的感测系统,相当于人的感觉器官,是机器人系统的重要组成部分,包括内部传感器和外部传感器两大类。内部传感器主要用来检测机器人本身的状态,为机器人的运动控制提供必要的本体状态信息,如位置传感器、速度传感器等。外部传感器则用来感知机器人所处的工作环境或工作状况信息,又可分成环境传感器和末端执行器传感器两种类型.
前者用于识别物体和检测物体与机器人的距离等信息,后者安装在末端执行器上,检测处理精巧作业的感觉信息。常见的外部传感器有力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器、视觉传感器等。
5. 输入/输出系统接口:为了与周边系统及相应操作进行联系与应答,还应有各种通讯接口和人机通信装置。
J. 机械臂的原理是什么
机械臂的原理称为杠杆原理。
杠杆是在力的作用下,可以绕着固定点转动的硬棒。这个固定点叫做杠杆的支点,使杠杆绕着支点转动的力叫做杠杆的动力,支点到动力作用线的距离为动力臂,阻碍杠杆转动的力叫做阻力,支点到阻力作用线的距离为阻力臂。力臂并不一定是支点到力的作用点的距离,也不一定都在杠杆上。
当杠杆的动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂时,杠杆处于静止或匀速转动的状态,我们称为杠杆平衡原理。