自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì)含SW三維及10張CAD圖
自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì)含SW三維及10張CAD圖,自動(dòng),堆垛,載運(yùn),機(jī)器人,設(shè)計(jì),SW,三維,10,CAD
XX設(shè)計(jì)（XXX）
XX
題 目：自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人的設(shè)計(jì)
英文題目：The design of potato peeler
學(xué) 院：________________________
專(zhuān) 業(yè)：________________________
姓 名：________________________
學(xué) 號(hào)：________________________
指導(dǎo)教師：________________________
20XX年2月27日
摘要
本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，提出了自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人總的指導(dǎo)思想，從而得出了該自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且安全系數(shù)高，對(duì)提高貨物搬運(yùn)以及裝配效率，減少人工投入等等起到了很大的作用的結(jié)論。
該自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人是對(duì)傳統(tǒng)的多自由度機(jī)器人的工作原理進(jìn)行理解，本機(jī)器人由底盤(pán)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)、手爪和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。該機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)多個(gè)自由度，從而可以從多方位多角度來(lái)對(duì)貨物進(jìn)行搬運(yùn)和卸載。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人；計(jì)算；自由度；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；搬運(yùn)
I
Abstract
This paper is using the university knowledge, automatic stacker carrying robot structure composition, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check is proposed, constructed the general guiding principle of robot automatic stacker carrying, resulting in the the automatic stacker carrying advantage for the robot is efficient, economic, and high safety factor, to improve cargo handling and assembly efficiency, reduce artificial input and so on plays a great role in the conclusion.
The automatic stacking carrying robot is the working principle of traditional multi degree of freedom robot to understand, the robot is composed of a chassis, slewing mechanism, lifting mechanism, a translational mechanism, gripper and a driving mechanism. The robot can achieve multiple degrees of freedom, which can be from various angles to handling and unloading of goods.
Keywords: automatic stacker robot；carrying calculate；the degrees of freedom； drive mechanism for handling
II
XXX設(shè)計(jì)（XXX）
目 錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1本課題研究的內(nèi)容 1
1.2 機(jī)器人概述 2
1.3 機(jī)器人的組成和分類(lèi) 3
1.3.1機(jī)器人的組成 3
1.3.2機(jī)器人的分類(lèi) 4
2 自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5
2.1自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人總體方案圖 7
2.2 自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人的工作原理 9
2.3 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 10
2.3.1旋轉(zhuǎn)電機(jī)的選型計(jì)算 10
2.3.2夾爪升降氣缸的選型計(jì)算 10
2.3.3軸承的選型計(jì)算 11
2.3.4 滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 12
3 各主要零件部強(qiáng)度的校核計(jì)算 12
3.1 鍵的設(shè)計(jì)及危險(xiǎn)截面校核 13
3.2 軸承的選取及校核 14
3.3 螺栓的校核 14
4 機(jī)器人的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15
4.1可編控制器的選擇 16
4.2可編程控制器的使用步驟 17
結(jié) 論 18
致 謝 19
參考文獻(xiàn) 20
1
1 緒論
機(jī)械工業(yè)是國(guó)民的裝備部，是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開(kāi)各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國(guó)都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門(mén)，都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說(shuō)來(lái)，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個(gè)人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。
? 不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機(jī)械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：
建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運(yùn)動(dòng)的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類(lèi)有獨(dú)立功能的機(jī)械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和計(jì)算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué)；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。
研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來(lái)的需要。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具、模具；確定勞動(dòng)定額和材料定額；組織加工、裝配、試車(chē)和包裝發(fā)運(yùn)；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨(dú)特的成形、加工過(guò)程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷(xiāo)售對(duì)象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個(gè)人、家庭。而且銷(xiāo)售量在社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動(dòng)。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營(yíng)特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營(yíng)等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。
1.1 本課題研究的內(nèi)容
本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人進(jìn)行設(shè)計(jì)，從自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人的整體方案出發(fā)，然后具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)方面：
（1）到圖書(shū)館里查閱大量相關(guān)知識(shí)的資料，搜集出各類(lèi)自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人的原理及結(jié)構(gòu)，挑選相關(guān)內(nèi)容記錄并學(xué)習(xí)。
（2）分析自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)與參數(shù)
（3）確定設(shè)計(jì)總體方案
（4）確定具體設(shè)計(jì)方案（包括底盤(pán)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)、手爪和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，電機(jī)，軸承等的選型設(shè)計(jì)等等）
（5）自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人的三維圖的繪制、CAD裝配圖、零件圖的繪制。
（6）說(shuō)明書(shū)的編制與整理
1.2 機(jī)器人概述
工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人并不是在簡(jiǎn)單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長(zhǎng)和機(jī)器特長(zhǎng)的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說(shuō)它也是機(jī)器的進(jìn)化過(guò)程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)各，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備.機(jī)器人是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)器人被稱(chēng)為“工業(yè)機(jī)器人”。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)器人可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率:可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn);尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來(lái)越廣泛的引用.機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式開(kāi)始比較簡(jiǎn)單，專(zhuān)用性較強(qiáng)，僅為某臺(tái)機(jī)床的上下料裝置，是附屬于該機(jī)床的專(zhuān)用機(jī)器人。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)器人”，簡(jiǎn)稱(chēng)通用機(jī)器人。由于通用機(jī)器人能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。
1.3 機(jī)器人的組成和分類(lèi)
1.3.1機(jī)器人的組成
機(jī)器人主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等所組成。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖2-1所示。
(一)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
包括手部、主臂、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運(yùn)動(dòng)形式有回轉(zhuǎn)型和平移型?；剞D(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，故應(yīng)用較廣泛。平移型應(yīng)用較少，其原因是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但平移型手指夾持圓形零件時(shí)，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內(nèi)孔)和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夾式和內(nèi)撐式;指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。而傳力機(jī)構(gòu)則通過(guò)手指產(chǎn)生夾緊力來(lái)完成夾放物件的任務(wù)。傳力機(jī)構(gòu)型式較多時(shí)常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。
(二)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有液壓傳動(dòng)、 氣壓傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)器人按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機(jī)械擋塊定位)系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機(jī)器人按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，
并記憶人們給予機(jī)器人的指令信息(如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間)，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時(shí)可對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
(二)控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)器人按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機(jī)械擋塊定位)系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機(jī)器人按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予機(jī)器人的指令信息(如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間)，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時(shí)可對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
(三)位置檢測(cè)裝置
控制機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置，并隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較，然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定位置.
1.3.2 機(jī)器人的分類(lèi)
工業(yè)機(jī)器人的種類(lèi)很多，關(guān)于分類(lèi)的問(wèn)題，目前在國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，在此暫按使用范圍、驅(qū)動(dòng)方式和控制系統(tǒng)等進(jìn)行分類(lèi)。
(一)按用途分
機(jī)器人可分為專(zhuān)用機(jī)器人和通用機(jī)器人兩種:
1、專(zhuān)用機(jī)器人
它是附屬于主機(jī)的、具有固定程序而無(wú)獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置。專(zhuān)用機(jī)器人具有動(dòng)作少、工作對(duì)象單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠和造價(jià)低等特點(diǎn)，適用于大批量的自動(dòng)化生產(chǎn)的自動(dòng)換刀機(jī)器人，如自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)線的上、下料機(jī)器人和‘叻口工中心”
2、通用機(jī)器人
它是一種具有獨(dú)立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動(dòng)作靈活多樣的機(jī)器人。格性能范圍內(nèi)，其動(dòng)作程序是可變的，通過(guò)調(diào)整可在不同場(chǎng)合使用，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨(dú)立的。通用機(jī)器人的工作范圍大、定位精度高、通用性強(qiáng)，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動(dòng)化的生產(chǎn)。通用機(jī)器人按其控制定位的方式不同可分為簡(jiǎn)易型和伺服型兩種:簡(jiǎn)易型以“開(kāi)一關(guān)”式控制定位，只能是點(diǎn)位控制:可以是點(diǎn)位的，也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌控制，伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，一般的伺服型通用機(jī)器人屬于數(shù)控類(lèi)型。
(二)按驅(qū)動(dòng)方式分
1、液壓傳動(dòng)機(jī)器人
是以液壓的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人。其主要特點(diǎn)是:抓重可達(dá)幾百公斤以上、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏。但對(duì)密封裝置要求嚴(yán)格，不然油的泄漏對(duì)機(jī)器人的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機(jī)器人采用電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機(jī)器人的通用性擴(kuò)大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過(guò)濾要求嚴(yán)格，成本高。
2、氣壓傳動(dòng)機(jī)器人
是以壓縮空氣的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人。其主要特點(diǎn)是:介質(zhì)李源極為方便，輸出力小，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機(jī)器人的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。
3、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)器人
即由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機(jī)構(gòu)等)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人。它是一種附屬于工作主機(jī)的專(zhuān)用機(jī)器人，其動(dòng)力是由工作機(jī)械傳遞的。它的主要特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，用于工作主機(jī)的上、下料。動(dòng)作頻率大，但結(jié)構(gòu)較大，動(dòng)作程序不可變。
4、電力傳動(dòng)機(jī)器人
即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直線電機(jī)或功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的械手，因?yàn)椴恍枰虚g的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，故機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。其中直線電機(jī)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度快和行程長(zhǎng)，維護(hù)和使用方便。此類(lèi)機(jī)器人目前還不多，但有發(fā)展前途。
(三)按控制方式分
1、點(diǎn)位控制
它的運(yùn)動(dòng)為空間點(diǎn)到點(diǎn)之間的移動(dòng)，只能控制運(yùn)動(dòng)過(guò)程中幾個(gè)點(diǎn)的位置，不能控制其運(yùn)動(dòng)軌跡。若欲控制的點(diǎn)數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。目前使用的專(zhuān)用和通用工業(yè)機(jī)器人均屬于此類(lèi)。
2、連續(xù)軌跡控制
它的運(yùn)動(dòng)軌跡為空間的任意連續(xù)曲線，其特點(diǎn)是設(shè)定點(diǎn)為無(wú)限的，整個(gè)移動(dòng)過(guò)程處于控制之下，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)，并且使用范圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。這類(lèi)工業(yè)機(jī)器人一般采用小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。
2 自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.1自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人總體方案圖
本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)抓取貨物旋轉(zhuǎn)，升降等功能。通過(guò)夾爪到指定的貨物堆積的地方夾住貨物，然后機(jī)器人的機(jī)械夾爪夾住貨物上升，接著整個(gè)夾爪部位平移、后退到預(yù)定的放置貨物的位置，夾爪松開(kāi)，貨物自動(dòng)被放置在指定的位置。整個(gè)機(jī)器人的動(dòng)作前程都是靠光電傳感器檢測(cè)信號(hào)，從而反饋信號(hào)給控制系統(tǒng)，通過(guò)中控系統(tǒng)來(lái)對(duì)機(jī)器人的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行有序地操作。其具體的方案結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示：
圖1 方案結(jié)構(gòu)圖
2.2 自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人的工作原理
該自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人的工作原理為：改機(jī)器人通過(guò)夾爪到指定的貨物堆積的地方夾住貨物，然后機(jī)器人的機(jī)械夾爪夾住貨物上升，接著整個(gè)夾爪部位平移、后退到預(yù)定的放置貨物的位置，夾爪松開(kāi)，貨物自動(dòng)被放置在指定的位置。整個(gè)機(jī)器人的動(dòng)作前程都是靠光電傳感器檢測(cè)信號(hào)，從而反饋信號(hào)給控制系統(tǒng)，通過(guò)中控系統(tǒng)來(lái)對(duì)機(jī)器人的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行有序地操作。
2.3 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算
2.3.1旋轉(zhuǎn)電機(jī)的選型計(jì)算
N=＝400w
G—旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的負(fù)載，取100kg
v—旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速。
取v＝600r/m
－傳動(dòng)效率，取0.75
根據(jù)N＝400w，n＝1440r/min選取型號(hào)為Y112M-4的電機(jī)。
由傳動(dòng)比標(biāo)準(zhǔn)系列查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》B2表2－1
初步取1.76 2.5。
2.3.2夾爪升降氣缸的選型計(jì)算
根據(jù)系統(tǒng)工況可知，自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人夾持貨物是通過(guò)氣缸推動(dòng)夾爪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)已知條件可知：夾爪機(jī)構(gòu)的所有零件的重量為10kg。
已知夾爪部位各個(gè)零件的重量以及其他零部件的總重量為10KG，根據(jù)公式F=P*S=0.5(取氣壓0.6Mpa）*S,可得S=25mm。式中：
F是所需要的輸出力；
P是系統(tǒng)壓力；
S就是活塞面積；
n是安全系數(shù)，一般氣缸水平使用取0.7，垂直使用取0.5；
于是算出氣缸缸徑為50mm，行程根據(jù)實(shí)際情況我們選擇200，所以我們選擇AIRTAC50X200標(biāo)準(zhǔn)型氣缸。
2.3.3 軸承的選型計(jì)算
根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命16×365×8=48720小時(shí)；
(1）已知nⅡ=458.2r/min?兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N；
初先兩軸承為深溝球軸承6204型。
根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N；
(2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0? 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端
FA1=FS1=315.1N???FA2=FS2=315.1N；
(3)計(jì)算當(dāng)量載荷
P1、P2根據(jù)課本P263表（11-9）取f?P=1.5;根據(jù)課本P262（11-6）式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N；?
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N；?
(4)軸承壽命計(jì)算
∵P1=P2故取P=750.3N；?
∵深溝球軸承 ε=3；
2.3.4 滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)
設(shè)導(dǎo)軌的滑座數(shù)M＝4個(gè)，每分鐘往復(fù)4次，載荷F∑＝2800N ，工作臺(tái)絲杠載荷每天開(kāi)機(jī)6h，每年300個(gè)工作日，壽命8年，由所設(shè)條件得該導(dǎo)軌的額定工作時(shí)間。
壽命Th＝6×300×8＝14400h
由Th＝Ts×103/2Lsn
=> Z向?qū)к? Ts＝2Th·Lsn/103＝2×14400×0.34×4×60/103＝2350km
Y向?qū)к塗s＝2Th·Lsn/103＝2×14400×0.25×4×60/103＝1728km
因滑座數(shù)M=4所以每導(dǎo)軌上使用2個(gè)滑座。
fC＝0.81；fH＝1;fT＝1;fW＝2
=> Ts＝K(fHXfTXfCX/fWXCa/F)3
=>Ca＝F(Ts/K)1/3fw/(fH fT fC)
其中F＝ F∑/M＝2800/4＝700N
=>Z向 Ca＝700(2350/50)1/3×2/(0.81×1×1) ＝5333N
若選漢江機(jī)床廠的HJG-D系列滾動(dòng)導(dǎo)軌，
選用HJG-D25型號(hào)能滿足要求,同理Y向取HJG-D25型號(hào)。
3 各主要零件部強(qiáng)度的校核計(jì)算
3.1 鍵的設(shè)計(jì)及危險(xiǎn)截面校核
鍵聯(lián)結(jié)是通過(guò)鍵實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。其中有類(lèi)型也可以實(shí)現(xiàn)軸向固定和傳遞軸向力，有些類(lèi)型并能實(shí)現(xiàn)軸向動(dòng)聯(lián)結(jié)，于在圓錐篩的軸上主要通過(guò)鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向固定所以，只需選用常見(jiàn)的普通平鍵，鍵的類(lèi)型可根據(jù)使用要求、工作條件和聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表5-3-15選定，鍵的長(zhǎng)度根據(jù)軸轂的長(zhǎng)度從標(biāo)準(zhǔn)中選取，鍵的b×h根據(jù)徑來(lái)確定。
軸和同步帶輪的聯(lián)結(jié)，d=20mm, 參考資料2P5-194表5-3-18 (GB/T1095-1979)
選用B8×30，B6×25的普通A型平鍵，鍵長(zhǎng)分別為30㎜、25mm。
3.2 軸承的選取及校核
軸承的選用在以上的說(shuō)明中已經(jīng)給出，選用的是帶緊定套的滾子軸承，型號(hào)為22218CK/W33+H318，其基本參數(shù)為主要是額定載荷：
C=240000N， =322000N，e=0.23,Y=2.5,，假定軸承的壽命為3年，每天工作10小時(shí)，一年工作300天，所以軸承的基本額定動(dòng)載荷可按一下公式進(jìn)行計(jì)算：
C=
其中：C—基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值，N；
P—當(dāng)量動(dòng)載荷，按式計(jì)算，為軸承所受徑向載荷，
軸向動(dòng)載荷，X為徑向動(dòng)載荷系數(shù)，Y為軸向動(dòng)載荷系數(shù)；
—壽命因數(shù)，按表7-2-8選??；
—速度因數(shù)，按表7-2-9選??；
—力矩載荷因數(shù)，力矩較小時(shí)=1.5,力矩較大時(shí)=2;
—沖擊載荷因數(shù),按表7-2-10選取;
—溫度系數(shù),按表7-2-11選取;
—軸承尺寸及性能表中所列基本額定動(dòng)載荷;
由表查得=1.19,=0.366,=1.5,=1.2（中等沖擊）,=;1.0；
因?yàn)檩S向載荷=0，即，所以當(dāng)量動(dòng)載荷
即，， ,所以此軸承選的合適,能滿足要求。
4 機(jī)器人的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 可編程控制器的選擇
目前，國(guó)際上生產(chǎn)可編程序控制器的廠家很多，如日本三菱公司的F系列PC,德國(guó)西門(mén)子公司的SIMATIC N5系列PC、日本OMRON(立石)公司的C型、P型PC等?？紤]到本機(jī)器人的輸入輸出點(diǎn)不多，工作流程較簡(jiǎn)單，同時(shí)考慮到制造成本，因此在本次設(shè)計(jì)中選擇了OMRON公司的C28P型可編程序控制器。
4.2 可編程序控制器的工作過(guò)程
可編程序控制器是通過(guò)執(zhí)行用戶程序來(lái)完成各種不同控制任務(wù)的。為此采用了循環(huán)掃描的工作方式。具體的工作過(guò)程可分為4個(gè)階段。
第一階段是初始化處理。
可編程序控制器的輸入端子不是直接與主機(jī)相連，CPU對(duì)輸入輸出狀態(tài)的詢問(wèn)是針對(duì)輸入輸出狀態(tài)暫存器而言的。輸入輸出狀態(tài)暫存器也稱(chēng)為I/0狀態(tài)表.該表是一個(gè)專(zhuān)門(mén)存放輸入輸出狀態(tài)信息的存儲(chǔ)區(qū)。其中存放輸入狀態(tài)信息的存儲(chǔ)器叫輸入狀態(tài)暫存器;存放輸出狀態(tài)信息的存儲(chǔ)器叫輸出狀態(tài)暫存器。開(kāi)機(jī)時(shí)，CPU首先使I/0狀態(tài)表清零，然后進(jìn)行自診斷。當(dāng)確認(rèn)其硬件工作正常后，進(jìn)入下一階段。
第二階段是處理輸入信號(hào)階段。
在處理輸入信號(hào)階段，CPU對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行掃描，將獲得的各個(gè)輸入端子的狀態(tài)信息送到I/0狀態(tài)表中存放。在同一掃描周期內(nèi)，各個(gè)輸入點(diǎn)的狀態(tài)在I/0狀態(tài)表中一直保持不變，不會(huì)受到各個(gè)輸入端子信號(hào)變化的影響，因此不能造成運(yùn)算結(jié)果混亂，保證了本周期內(nèi)用戶程序的正確執(zhí)行。
第三階段是程序處理階段。
當(dāng)輸入狀態(tài)信息全部進(jìn)入I/0狀態(tài)表后，CPU工作進(jìn)入到第三個(gè)階段。在這個(gè)階段中，可編程序控制器對(duì)用戶程序進(jìn)行依次掃描，并根據(jù)各I/0狀態(tài)和有關(guān)指令進(jìn)行運(yùn)算和處理，最后將結(jié)果寫(xiě)入I/0狀態(tài)表的輸出狀態(tài)暫存器中。
第四階段是輸出處理階段。
CPU對(duì)用戶程序已掃描處理完畢，并將運(yùn)算結(jié)果寫(xiě)入到I/0狀態(tài)表狀態(tài)暫存器中。此時(shí)將輸入信號(hào)從輸出狀態(tài)暫存器中取出，送到輸出鎖存電路，驅(qū)動(dòng)輸出繼電器線圈，控制被控設(shè)備進(jìn)行各種相應(yīng)的動(dòng)作。然后，CPU又返回執(zhí)行下一個(gè)循環(huán)的掃描周期。
結(jié) 論
本文所設(shè)計(jì)的自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人，該設(shè)計(jì)功能比較突出，通過(guò)構(gòu)思，實(shí)施，計(jì)算，畫(huà)圖，論文總算完成了。在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我無(wú)微不至的關(guān)懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時(shí)，也學(xué)到了很多做人的道理，明確了人生目標(biāo)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識(shí)，實(shí)事求是的作風(fēng)，平易近人、寬以待人和豁達(dá)的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。經(jīng)過(guò)近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，論文終于可以完成了，我的心里無(wú)比的激動(dòng)。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)樗俏矣眯?、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來(lái)對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和體現(xiàn)。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周?chē)睦蠋熀屯瑢W(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。
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致 謝
經(jīng)過(guò)三個(gè)月的時(shí)間，畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作已經(jīng)完成。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把我一件事情，如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，和同學(xué)相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容。學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)四年中最重要的一次設(shè)計(jì)，也是對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)的做出評(píng)斷，也是衡量自己是否適應(yīng)這個(gè)社會(huì)的過(guò)程。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我著實(shí)學(xué)到不少東西。比如如何運(yùn)用SOLIDWORKS,WORD，CAD等軟件。也掌握了我們所學(xué)專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的發(fā)展與方向。讓自己摸清了自己將來(lái)走的道路。綜合運(yùn)用所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì)工作的訓(xùn)練，從而培養(yǎng)了自己獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了這方面的內(nèi)容。懂得了怎樣分析方案，怎樣確定方案，了解到了機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。
在此感謝我的指導(dǎo)老師，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的每個(gè)細(xì)節(jié)都離不開(kāi)老師的細(xì)心指導(dǎo)。而您開(kāi)朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教，我十分樂(lè)意接受你們的批評(píng)與指正，本人萬(wàn)分感謝。
16
2012 年全國(guó)職業(yè)院校技能大年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽中職組機(jī)器人賽項(xiàng)賽中職組機(jī)器人賽項(xiàng) ZKRT300 自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人說(shuō)明手冊(cè)自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人說(shuō)明手冊(cè) 北京中科遠(yuǎn)洋科技有限公司北京中科遠(yuǎn)洋科技有限公司 2 目目 錄錄 一.主要功能 3 二.性能參數(shù)4 三.操作說(shuō)明5 四.使用維護(hù)6 五.裝配調(diào)試說(shuō)明6 3 一、主要功能：ZKRT-300型自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人是面向職業(yè)教育類(lèi)、工程教育類(lèi)學(xué)生教學(xué)與實(shí)訓(xùn)而開(kāi)發(fā)的教學(xué)機(jī)器人。它體現(xiàn)了基于工程設(shè)計(jì)的機(jī)械機(jī)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)和控制技術(shù)的完美結(jié)合，基于工程設(shè)計(jì)理念而開(kāi)發(fā)，結(jié)構(gòu)精巧，符合工程化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，典型機(jī)構(gòu)運(yùn)用別具匠心，采用工業(yè)傳感器，工程化布線、接線，融合多項(xiàng)核心專(zhuān)利技術(shù)開(kāi)發(fā)而成。本產(chǎn)品非常適合于中等職業(yè)教育和高等職業(yè)教育類(lèi)學(xué)生機(jī)器人課程的教學(xué)以及機(jī)器人競(jìng)賽使用。ZKRT-300型自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人由機(jī)器人行走底盤(pán)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)、手爪機(jī)構(gòu)以及單片機(jī)控制系統(tǒng)組成。主要可實(shí)現(xiàn)如下功能：1、循線計(jì)數(shù)行走、路徑規(guī)劃；2、自動(dòng)取物、自動(dòng)堆垛；3、多種貨物取放任務(wù)方案可自由設(shè)計(jì)；4、可自行更換手爪結(jié)構(gòu)以滿足不同尺寸、形狀貨物的抓取任務(wù)。結(jié)構(gòu)說(shuō)明見(jiàn)圖1-1：圖1-1 ZKRT-300型自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人結(jié)構(gòu) 4 二性能參數(shù)說(shuō)明二性能參數(shù)說(shuō)明 1、設(shè)備組成設(shè)備組成 ZKRT-300 型自動(dòng)堆垛式載運(yùn)機(jī)器人由機(jī)械本體、微電腦控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)組成。2、設(shè)備主要參數(shù)及規(guī)格設(shè)備主要參數(shù)及規(guī)格 最大外形尺寸：（長(zhǎng) X 寬 X 高）650mmX360mmX650mm 底盤(pán)尺寸：（長(zhǎng) X 寬 X 高）365mmX280mmX140mm 手爪行程：30mm 升降行程：230mm 平移行程：430mm 回轉(zhuǎn)角度：90 度/次 回轉(zhuǎn)精度：3 手爪抓取方式：上下移動(dòng)、平行夾緊 最大抓取物尺寸：80mm 額定抓取重量：0.5Kg 最大載重：6Kg 直線運(yùn)行速度：Max 0.5 m/S 縱向白條定位精度：3mm 自動(dòng)導(dǎo)引傳感器：專(zhuān)用 8 路光學(xué)循跡傳感器 電池組工作電壓：U=24VDC 電池續(xù)航時(shí)間：1 小時(shí) 充電方式：外置充電器 最大噪音：65db 5 三操作說(shuō)明三操作說(shuō)明 1、操作面板、操作面板 圖圖 3-1 操作面板操作面板 2、操作說(shuō)明、操作說(shuō)明（1）開(kāi)電源時(shí)先打開(kāi) 12V 電源開(kāi)關(guān)，再打開(kāi) 24V 電源開(kāi)關(guān)；關(guān)電源時(shí)按以上順序反向操作。（2）當(dāng)電源/低電指示燈由綠色轉(zhuǎn)為紅色時(shí)為低電報(bào)警，此時(shí)需連接外置充電器充電或更換電池組。（3）控制系統(tǒng)支持在線下載程序，將連接電腦的串口線連接至面板上的下載口按下載軟件操作指示下載程序。6 四、使用維護(hù)說(shuō)明：四、使用維護(hù)說(shuō)明：1、人推動(dòng)小車(chē)時(shí)必須關(guān)閉所有電源開(kāi)關(guān)，推動(dòng)速度不宜過(guò)快，以免電機(jī)反電勢(shì)過(guò)大損壞驅(qū)動(dòng)器。2.光學(xué)循跡傳感器在機(jī)器人前部下方，搬運(yùn)過(guò)程中注意不得重壓循跡傳感器。3.機(jī)器人長(zhǎng)期不用時(shí)，請(qǐng)務(wù)必將電池組充滿電，并關(guān)閉所有電源開(kāi)關(guān)。五、裝配調(diào)試說(shuō)明五、裝配調(diào)試說(shuō)明（一）、機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配（一）、機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配 1、主要裝配任務(wù)、主要裝配任務(wù) A、行走輪組件裝配 B、槽輪回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝配 C、絲杠升降機(jī)構(gòu)裝配 D、同步帶平移機(jī)構(gòu)裝配 E、雙曲線槽輪手爪機(jī)構(gòu)裝配 F、總裝 2、使用工具、使用工具 A、內(nèi)六角扳手 1 套 B、孔用卡簧鉗 1 把、軸用卡簧鉗 1 把 C、6活絡(luò)扳手 1 把 D、尖嘴鉗 2 把 E、十字螺絲刀 2 把 F、一字螺絲刀 1 把 G、小錘子 1 把 H、平口鉗（80mm）1 臺(tái) I、25、34 銅棒各一根 J、潤(rùn)滑油槍 1 把 7 3、裝配示意圖、裝配示意圖（1）車(chē)輪部件裝配示意圖 圖 5-1 車(chē)輪部件裝配示意圖（2）底盤(pán)部件裝配示意圖 8 圖 5-2 底盤(pán)部件裝配示意圖 9（3）回轉(zhuǎn)部件裝配示意圖 圖 5-3 回轉(zhuǎn)部件裝配示意圖 10（4）升降部件裝配示意圖 圖 5-4 升降部件裝配示意圖 11（5）平移部件裝配示意圖 圖 5-5 平移部件裝配示意圖 12（6）手爪部件裝配示意圖 圖 5-6 手爪部件裝配示意圖 13（7）整機(jī)裝配完成示意圖 圖 5-7 整機(jī)裝配完成示意圖 14（二）、電氣接線（二）、電氣接線 1、主要接線任務(wù)、主要接線任務(wù) A、電機(jī)線走線 B、傳感器安裝、走線 C、電路板走線 D、壓線端子、穿線號(hào) E、接線 F、電纜拖鏈安裝 2、使用工具、使用工具 A、內(nèi)六角扳手 1 套 B、十字螺絲刀 2 把 C、一字螺絲刀 1 把 D、尖嘴鉗 1 把 E、剝線鉗 1 把 F、壓線鉗 1 把 G、萬(wàn)用表 1 只 H、電鉻鐵 1 把 I、斜口鉗 1 把 3、電路板的安裝、電路板的安裝 1 將傳感器信號(hào)處理板、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、主控制板固定在機(jī)器人底盤(pán)上。2 連接信號(hào)線：按照?qǐng)D 5-8 所示，先連接三塊電路板之間的接線，具體為：用 10 芯排線連接 8 路巡線傳感器的輸出和傳感器信號(hào)處理板的傳感器輸入接口；用 10 芯排線連接傳感器信號(hào)處理板的信號(hào)輸出接口與主控制板的 8 路傳感器輸入接口；面板上的啟動(dòng)按鈕連接主控制板的啟動(dòng)按鈕插座；用 10 芯排線連接主控制板的行走電機(jī)接口與電機(jī)驅(qū)動(dòng)板的行走電機(jī)接口；用 10 芯排線連接主控制板的電機(jī) 12 接口與電機(jī)驅(qū)動(dòng)板的電機(jī) 12 接口；用 10 芯排線連接主控制板的電機(jī) 34接口與電機(jī)驅(qū)動(dòng)板的電機(jī) 34 接口。3 連接電源線：面板上的 12V 開(kāi)關(guān)電源線連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)板的 12V 電源輸 15 入插座；驅(qū)動(dòng)板的 12V 電源輸出插座連接傳感器信號(hào)處理板的 12V 電源輸入插座；驅(qū)動(dòng)板的 12V 電源輸出插座連接主控制板的 12V 電源輸入插座；面板上的 24V 電源連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)板的 24V 電源插座。連接電源時(shí)，務(wù)必確認(rèn)主板上電源插座的正負(fù)極，切勿插反確認(rèn)主板上電源插座的正負(fù)極，切勿插反。4 接線排連線：如圖 5-9 所示，機(jī)器人上部安裝了 2 個(gè)接線排，機(jī)器人上部 10 個(gè)接近傳感器和 4 個(gè)電機(jī)的連線全部通過(guò)接線排實(shí)施連接，在連線時(shí)需要注意每根線上面的線號(hào)，接在接線排相同標(biāo)號(hào)處。+12VGNDTO：主板FROM：驅(qū)動(dòng)板FROM：傳感器傳感器板接線圖 16 圖 5-8 線路板之間連接示意圖 圖5-9 接線排的接線 接線排1接線圖 17（三）、機(jī)器人控制系統(tǒng)說(shuō)明（三）、機(jī)器人控制系統(tǒng)說(shuō)明 1、概述、概述 機(jī)器人控制系統(tǒng)包括 8 路巡線傳感器、傳感器信號(hào)處理板、主控制板、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板組成。組成框圖如圖 5-10 所示 圖 5-10 機(jī)器人控制系統(tǒng)組成框圖 2、主控制板、主控制板 1概述 主控制板是機(jī)器人的大腦，承擔(dān)著信息接收、處理、外部設(shè)備控制的重要任務(wù)，主控制板中處理器選用了 STC12C5A60S2 芯片為主控芯片，控制板支持兩大類(lèi)輸入，既 8 通道專(zhuān)用巡線傳感器輸入，和 12 個(gè)接近傳感器輸入（實(shí)際使用了 10 個(gè)）；輸出也是支持 2 大類(lèi)，即可調(diào)速行走電機(jī)控制輸出和不可調(diào)速行走電機(jī)控制輸出。STC12C5A60S2 單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 8-12 倍。內(nèi)部集成 MAX810 專(zhuān)用復(fù)位電路,2 路 PWM,8路高速 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換(250K/S),抗干擾能力強(qiáng)，適合應(yīng)用在強(qiáng)干擾場(chǎng)合。具體功能和參數(shù)可以參考 STC12C5A60S2 數(shù)據(jù)手冊(cè)。18 主控制板使用的是 40 個(gè)引腳的單片機(jī)，共有 35 個(gè) I/O 接口。主控制板實(shí)物如圖 5-11 所示。圖中，12V 電源輸入插座連接 12V 電源，12V 電源輸出插座連接傳感器信號(hào)處理板的 12V 電源插座（注意板子上的電源正極標(biāo)志，不要插反），巡線傳感器輸入接口用于連接傳感器信號(hào)處理板，啟動(dòng)按鈕輸入插座連接面板上啟動(dòng)按鈕，左右車(chē)輪電機(jī)接口連接驅(qū)動(dòng)板上的電機(jī)信號(hào)控制插座，程序下載接口用于程序的在線下載，8 通道傳感器輸入接口可以用于連接 8 個(gè) NPN 型傳感器，非調(diào)速電機(jī)輸出接口用于上部機(jī)構(gòu)各種電機(jī)的控制。圖 5-11 主控制板實(shí)物圖 主控制板的信號(hào)流程圖如圖 5-12 所示 圖 5-12 主控制板信號(hào)流程圖 10 通道接 近 開(kāi)關(guān)輸入 電機(jī) 12 輸出接口 電機(jī) 34 輸出接口 12V 電源，上端為正 下載口 行走電機(jī) 輸出接口 19 2.巡線傳感器輸入接口 電路板上 JM15 插座即為巡線傳感器輸入接口，主要是用于接收 8 路巡線傳感器信號(hào)。312 路接近傳感器輸入接口 12 路接近傳感器輸入接口連接了機(jī)器人上部機(jī)構(gòu)的 10 個(gè)接近開(kāi)關(guān)，用于探測(cè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)位置，其中 4 路輸入接口電路圖如圖 5-13 所示。圖 5-13 4 通道傳感器輸入接口 圖中，展示了 4路傳感器輸入接口，輸入信號(hào)使用了單片機(jī)的P3.3-P3.6口，插座 JM11-JM14 分別接 4 個(gè)傳感器，傳感器使用了接近傳感器，用于探測(cè)一些運(yùn)動(dòng)部件是否到位，探測(cè)距離一般在 5mm 以下，需要注意的是，裝在機(jī)器人手爪上的圓柱形接近傳感器探測(cè)距離在 1mm 左右，安裝的時(shí)候需要特別注意。傳感器上有 3 根引線，分別接 JM11-JM14 的 3 個(gè)引腳。圖 5-13 所示的的電路均為低電平有效低電平有效，即傳感器探測(cè)到目標(biāo)時(shí)，反相器輸出端即單片機(jī)的 P3.3-P3.6 腳為低電平信號(hào)，否則為高電平。4PWM 和電機(jī)方向控制電路 PWM 和電機(jī)方向控制電路如圖 5-14 所示，STC12C5A60S2 本身具有 2 路 20 PWM 輸出，即 P1.3 和 P1.4 為 PWM 輸出端口，分別控制左（P1.4 控制）右（P1.3控制）電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單片機(jī) PWM 的設(shè)置請(qǐng)?jiān)斠?jiàn) STC12C5A60S2 數(shù)據(jù)手冊(cè)。圖 5-14 中，P15 和 P12 分別是左（P1.5 控制）右（P1.2 控制）電機(jī)的方向控制信號(hào)，需要注意的是，P1.5 和 P1.2 是低電平有效，即 P1.5 和 P1.2是低電平時(shí)，行走電機(jī)反轉(zhuǎn)。圖 5-14 PWM 和電機(jī)方向控制電路 5非調(diào)速電機(jī)輸出接口 本電路板上設(shè)置了 8 個(gè)非調(diào)速電機(jī)輸出接口，可以用來(lái)控制機(jī)器人上部機(jī)構(gòu)中 4 個(gè)正反轉(zhuǎn)直流電機(jī)，電路圖如圖 5-15 所示 圖 5-15 非調(diào)速電機(jī)輸出接口 21 圖 5-15 中，DJ1Z、DJ1F 為電機(jī) 1 控制信號(hào)，DJ2Z、DJ2F 為電機(jī) 2 控制信號(hào)，DJ3Z、DJ3F 為電機(jī) 3 控制信號(hào)，DJ4Z、DJ4F 為電機(jī) 4 控制信號(hào)。輸出接口與單片機(jī)的連接如圖 5-16 所示。4 個(gè)電機(jī)的 8 個(gè)控制信號(hào)使用了單片機(jī)的 P2.0-P2.3 引腳，需要注意，這些信號(hào)均是低電平有效。為了節(jié)省引腳，在此處利用 74HC373 鎖存器實(shí)現(xiàn)引腳復(fù)用，當(dāng) P1.7 為低電平時(shí)，P2.0-P2.3 的信號(hào)發(fā)送給 DJ1Z-DJ2F，當(dāng)P1.7 為高電平時(shí)，P2.0-P2.3 的信號(hào)發(fā)送給 DJ3Z-DJ4F，而 DJ1Z-DJ2F 的信號(hào)保持原來(lái)的數(shù)值。圖 5-16 輸出接口與單片機(jī)的連接圖 6下載接口 本電路板上有一個(gè) DB9 串口接口，可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)程序的在線下載。在線下載的主要步驟為：1）首先關(guān)閉本電路板的 12V 電源，取出串口連接線。一頭接本電路板的 DB9 下載口，另一頭接 PC 機(jī)箱后的 9 針串口。如果你的電腦后面沒(méi)有空余 9 針串口，可以使用 USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)接頭。22 2）打開(kāi) STC-ISP 在線下載軟件，進(jìn)行程序的下載，具體操作方法見(jiàn)STC12C5A60S2 數(shù)據(jù)手冊(cè)；下載完畢，從電路板上取下串口下載線。3、巡線傳感器巡線傳感器 機(jī)器人底部安裝了 8 路巡線傳感器，可以可靠地探測(cè)到地面白條以及白條的十字交叉點(diǎn)。傳感器光源發(fā)射部分采用了 8 個(gè)高亮 LED 發(fā)射管，用 8 個(gè)光敏電阻接受地面反射回來(lái)的光線，輸出插座連接傳感器信號(hào)處理板的巡線傳感器輸入接口。4、傳感器信號(hào)處理板傳感器信號(hào)處理板 1概述 傳感器信號(hào)處理板實(shí)物如圖5-17所示。圖中，巡線傳感器輸入接口連接安裝在機(jī)器人平臺(tái)底部的8路巡線傳感器；信號(hào)輸出接口連接單片機(jī)控制板，插座JP接12V電源，注意板子上的電源正極標(biāo)志，不要插反。圖 5-17 傳感器信號(hào)處理板外圖 傳感器信號(hào)處理板電路原理框圖如圖 5-18 所示，完整的電路原理圖和12V 電源插座 下端引腳為正極信號(hào)輸出接口 信號(hào)測(cè)試點(diǎn) 巡線傳感器輸入接口 23 PCB 版圖另見(jiàn)附件。8 路巡線傳感器將采集到的地面白條信息送入本電路板，對(duì)于采集的信息先進(jìn)行放大處理，放大后的信號(hào)跟標(biāo)準(zhǔn)電壓比較，保留白條反射的有效信號(hào)，過(guò)濾掉地面背景反射信號(hào)，有效信號(hào)再通過(guò)穩(wěn)壓、反向、放大處理后送入單片機(jī)控制板，同時(shí)用發(fā)光二極管的亮暗指示當(dāng)前某路傳感器是否在地面白條上。圖 5-18 傳感器信號(hào)處理板原理框圖 2信號(hào)放大電路 本電路板使用了 8 路信號(hào)放大電路，第一路傳感器信號(hào)放大電路如圖5-19 所示。（其余 7 路電路均相同）圖 5-19 單路信號(hào)放大電路 24 圖 5-19 中，Q0為單路傳感器輸入信號(hào)，數(shù)值很小，若巡線傳感器在地面白條上，大約在 0.9V 左右；若巡線傳感器不在地面白條上，數(shù)值大約在0.3V 左右，此信號(hào)輸入到由運(yùn)放 LM324 組成的同相放大電路，調(diào)節(jié)電位器RW1 可以改變整個(gè)放大電路的放大倍數(shù)（實(shí)際電路中，RL 使用了阻值 1K的排阻），即調(diào)節(jié)了放大電路輸出的 QQ0。若 Q0為地面白條反射的有效信號(hào)，通過(guò)調(diào)節(jié) RW1，使 QQ0的電壓輸出為 9.5V-10V 左右，若 Q0為地面背景反射的信號(hào)，根據(jù)地面背景的顏色以及光滑程度，QQ0大致在 4-6V 左右，越低越好。為了便于測(cè)量放大電路的輸出 QQ0-QQ7的數(shù)值，電路板上專(zhuān)門(mén)設(shè)置了測(cè)試點(diǎn)。3信號(hào)比較電路 第一路信號(hào)比較電路如圖 5-20 所示 圖 5-20 單路信號(hào)放大電路圖 圖 5-21 基準(zhǔn)電壓電路 圖中用 LM324 運(yùn)放連接成一個(gè)電壓比較器，反相輸入端為信號(hào)放大電路的輸出 QQ0，比較器的同相端接基準(zhǔn)電壓 QV0，圖 5-21 為基準(zhǔn)電壓電路，12V電源電壓通過(guò)穩(wěn)壓管 D16 產(chǎn)生大約 8V 左右的基準(zhǔn)電壓。當(dāng)傳感器檢測(cè)到地面白條時(shí)，QQ0電壓大約為 9.5V-10V 左右，比較器輸出低電平，接近于 0V，通過(guò)反相器使得 QA0輸出為 5V；若傳感器檢測(cè)的是地面背景，QQ0電壓大約為 4-6V 左右，比較器輸出高電平，接近于 12V，通過(guò) 4.5V 的穩(wěn)壓管，使得 25 反相器輸入端為 4.5V 左右的高電壓，反相器輸出 QA0為 0V 左右。8 路的輸出 QA0 QA7送入主控制板。4傳感器信號(hào)處理板的調(diào)試 本電路板的調(diào)試主要是通過(guò)調(diào)節(jié)電位器，從而改變信號(hào)放大電路的放大倍數(shù)，保證放大電路的輸出 QQ0-QQ7在合適的數(shù)值。調(diào)試步驟如下：（1）將機(jī)器人放到調(diào)試場(chǎng)地上，機(jī)器人底部的 8 路傳感器全部對(duì)準(zhǔn)白條，打開(kāi) 12V 電源開(kāi)關(guān)，先測(cè)量此時(shí) 12V 電壓數(shù)值，確保電源電壓在 11.8V以上，否則，應(yīng)給電池充電。（2）用萬(wàn)用表測(cè)量測(cè)試點(diǎn)的電壓，調(diào)節(jié)電位器，使得電壓保證在9.5V-10V 左右，此時(shí)，電路板上 8 個(gè)指示發(fā)光二極管全亮。（3）移動(dòng)機(jī)器人，使機(jī)器人底部的 8 路傳感器全部對(duì)準(zhǔn)地面背景，此時(shí)，8 個(gè)發(fā)光二極管全暗；測(cè)量測(cè)試點(diǎn)的電壓，電壓大約為 4-6V 左右。5、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板電機(jī)驅(qū)動(dòng)板 1概述 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板接受主控制板發(fā)來(lái)的電機(jī) PWM 脈寬調(diào)制信號(hào)和方向信號(hào)，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)上的 2 個(gè) 24V 直流減速電機(jī)。利用 PWM 信號(hào)占空比的不同，來(lái)控制電機(jī)的不同轉(zhuǎn)速；利用方向信號(hào)，控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人平臺(tái)的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)彎。電路板實(shí)物如圖 5-22 所示?？刂菩盘?hào)插座連接主控制板，24V 電源插座接 24V 電源（注意板子上的電源正極標(biāo)志，不要插反），左右電機(jī)輸出插座接左右電機(jī)。26 圖 5-22 驅(qū)動(dòng)板外形圖 圖 5-23 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板原理框圖 2LMD18200 電路 本電路板使用了 2 塊 LMD18200 直路電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路，分別用來(lái)驅(qū)動(dòng)左輪和右輪電機(jī)，左輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如圖 5-24 所示。LMD18200 是一種常用的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路，輸出電流可以達(dá)到 3A 左右，可以實(shí)現(xiàn)單臺(tái)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，可靠性很高，具體參數(shù)可以參考 LMD18200 數(shù)據(jù)手冊(cè)。24V 電源開(kāi)關(guān) 12V 電源開(kāi)關(guān) 左行走電機(jī) 右行走電機(jī) 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 上下電機(jī) 平移電機(jī) 手爪電機(jī) 電源插座 27 圖 5-24 左輪電機(jī) LMD18200 驅(qū)動(dòng)電路 3.L298 輸出電路 機(jī)器人上部結(jié)構(gòu)所使用的4臺(tái)直流電機(jī)采用了2片L298進(jìn)行控制，L298也是一種常用的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，一片 L298 可以實(shí)現(xiàn) 2 臺(tái)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，與 LMD18200 相比，輸出電流較小。L298 輸出電路如圖 5-25 所示 圖 5-25 L298 輸出電路 28（四）、機(jī)器人控制程序說(shuō)明（四）、機(jī)器人控制程序說(shuō)明 1、控制程序流程圖、控制程序流程圖 機(jī)器人的運(yùn)行程序包括底盤(pán)巡線程序和上部機(jī)構(gòu)運(yùn)行程序，巡線程序的流程圖如圖 5-26 所示。機(jī)器人提供了 8 路巡線傳感器信號(hào)接受處理，平臺(tái)左右輪調(diào)速電機(jī)的控制以及相關(guān)程序，平臺(tái)可以沿白色引導(dǎo)線巡線前進(jìn)、經(jīng)過(guò)了指定數(shù)量的白色引導(dǎo)線交叉點(diǎn)后停止、轉(zhuǎn)彎等。圖 5-26 巡線程序流程圖 找到指定白條數(shù)停止運(yùn)行否是否是初始化開(kāi)始巡線運(yùn)行按下啟動(dòng)按鈕 29 圖 5-27 機(jī)器人程序設(shè)計(jì)流程圖 30 2、軟件函數(shù)說(shuō)明、軟件函數(shù)說(shuō)明 平臺(tái)提供了一些常用的函數(shù)，用戶可以直接使用這些函數(shù)，也可以自己定義和擴(kuò)展函數(shù)。S_T()-程序初始化設(shè)置【功能】此函數(shù)為初始化程序設(shè)置?！菊f(shuō)明】S_T()函數(shù)包括端口設(shè)置、PCA 時(shí)鐘源、控制寄存器、計(jì)數(shù)初值、啟動(dòng)按鍵等設(shè)置，該函數(shù)只需在主程序開(kāi)始時(shí)調(diào)用一次即可。delay_ms(T)-延時(shí)【功能】此函數(shù)為毫秒級(jí)延時(shí)函數(shù)?！菊f(shuō)明】參數(shù) T 用于調(diào)用時(shí)的延時(shí)時(shí)間設(shè)置，T 的取值范圍是 160000。如：delay_ms(1000);表示延時(shí)時(shí)間為 1 秒。SER_SELECT(gd)-接近開(kāi)關(guān)選擇【功能】此函數(shù)為 PS_5 PS_8/PS_9 PS_12 接近開(kāi)關(guān)選擇函數(shù)?！菊f(shuō)明】參數(shù) gd 用于選擇接近開(kāi)關(guān)設(shè)置，PS_5 PS_8:PS58 /PS_9 PS_12:PS912。如：SER_SELECT(PS58)：表示選擇接近開(kāi)關(guān) PS_5 PS_8。motor(m,z,n)-電機(jī)運(yùn)行【功能】此函數(shù)為電機(jī)運(yùn)行函數(shù)?！菊f(shuō)明】參數(shù) m：選擇電機(jī)，l 代表左電機(jī)，r 代表右電機(jī)，DJ1 代表手抓電機(jī)，DJ2 代表平移電機(jī)，DJ3 代表上下電機(jī)，DJ4 代表旋轉(zhuǎn)電機(jī)。參數(shù) z：設(shè)置電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，f 代表正轉(zhuǎn)，b 代表反轉(zhuǎn)。參數(shù) n：電機(jī)的占空比設(shè)置（轉(zhuǎn)速）。注：電機(jī) 1-4 此參數(shù)任意。31 如：motor(l,f,50);表示左電機(jī)以 50%的占空比正轉(zhuǎn)。stop(m)-電機(jī)停止【功能】此函數(shù)為電機(jī)停止函數(shù)?！菊f(shuō)明】參數(shù) m：選擇電機(jī)，l 代表左電機(jī)，r 代表右電機(jī)，rl 代表同時(shí)選擇左右電機(jī)，DJ1 代表手抓電機(jī)，DJ2 代表平移電機(jī)，DJ3 代表上下電機(jī)，DJ4 代表旋轉(zhuǎn)電機(jī)。如：stop(rl)；表示左右電機(jī)同時(shí)停止。FOLL_LINE(S_B,R_B,L_B,ti)-巡線計(jì)數(shù)【功能】此函數(shù)為 8 位巡線傳感器巡線計(jì)數(shù)函數(shù)?！菊f(shuō)明】參數(shù) S_B：巡線基準(zhǔn)速度設(shè)置（即巡線時(shí)整機(jī)基本速度），范圍 1 100。參數(shù) R_B：巡線右電機(jī)基準(zhǔn)速度設(shè)置（即巡線時(shí)右電機(jī)基本速度，用于巡線微調(diào)），范圍 1 100。參數(shù) L_B：巡線左電機(jī)基準(zhǔn)速度設(shè)置（即巡線時(shí)左電機(jī)基本速度，用于巡線微調(diào)），范圍 1 100。參數(shù) ti：巡線條數(shù)設(shè)置（即尋到設(shè)定條數(shù)時(shí)會(huì)跳出此函數(shù)），范圍 1 255。如：FOLL_FINE(70，70，70，3);表示平臺(tái)沿引導(dǎo)線前進(jìn)檢測(cè)到 3 條交叉引導(dǎo)線。void TURN_90(e,r_s,l_s,qc_t,pb_t,end_t)-旋轉(zhuǎn) 90 度【功能】此函數(shù)為機(jī)器人旋轉(zhuǎn) 90 度（即尋找與前進(jìn)方向 90 度交叉的白條）?！菊f(shuō)明】參數(shù) e：選擇機(jī)器人左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，l 左轉(zhuǎn) 90 度，r 右轉(zhuǎn) 90 度。32 參數(shù) r_s：轉(zhuǎn)彎右電機(jī)速度設(shè)置（即轉(zhuǎn)彎時(shí)右電機(jī)速度），范圍 1 100。參數(shù) l_s：轉(zhuǎn)彎左電機(jī)速度設(shè)置（即轉(zhuǎn)彎時(shí)左電機(jī)速度），范圍 1 100。參數(shù) qc_t：機(jī)器人檢測(cè)到白色引導(dǎo)條后前進(jìn)到轉(zhuǎn)彎位置的時(shí)間，根據(jù)前進(jìn)速度調(diào)整，范圍 1 60000。參數(shù) pb_t：機(jī)器人轉(zhuǎn)彎開(kāi)始時(shí)屏蔽傳感器正下方白色引導(dǎo)條的時(shí)間，根據(jù)轉(zhuǎn)彎速度調(diào)整，范圍 1 60000。參數(shù) end_t：機(jī)器人轉(zhuǎn)彎中指定傳感器檢測(cè)到白色引導(dǎo)條后，根據(jù)機(jī)器人慣性需要保持的時(shí)間，根據(jù)轉(zhuǎn)彎速度和指定傳感器調(diào)整，范圍 1 60000。如：TURN_90(l,50,50,2900,500,2);表示機(jī)器人左轉(zhuǎn) 90 度（機(jī)器人檢測(cè)到白色引導(dǎo)條繼續(xù)前進(jìn) 2.9 秒以 50 的速度左轉(zhuǎn)屏蔽時(shí)間 0.5 秒指定傳感器檢測(cè)到白色引導(dǎo)條繼續(xù)運(yùn)行 2 毫秒）DJ1_JS(js)-手爪夾緊/松開(kāi)【功能】此函數(shù)為手爪夾緊/松開(kāi)函數(shù)?！菊f(shuō)明】參數(shù) js：選擇手抓夾緊或松開(kāi)，夾緊（js=j）/松開(kāi)（js=s）設(shè)定。如：DJ1_JS(j)；表示手抓夾緊。DJ2_PY(py)-手爪前后平移【功能】此函數(shù)為手爪前后平移函數(shù)。【說(shuō)明】參數(shù) py：選擇手抓向前或向后平移，向前（py=qpy）/向后（py=hpy）設(shè)定。如：DJ2_PY(hpy)；表示手抓向后平移。DJ3_SX(sx,wz)-手爪上下升降【功能】此函數(shù)為手爪上下升降運(yùn)動(dòng)函數(shù)。33【說(shuō)明】參數(shù) wz：選擇手抓上升或下降的位置，向上（sx=xs）/向下（sx=xx）設(shè)定。參數(shù) sx：選擇手抓上升或下降到達(dá)的位置，從上至下 wz1（接近開(kāi)關(guān)S05）；wz2（接近開(kāi)關(guān) S06）；wz3（接近開(kāi)關(guān) S07）；wz4（接近開(kāi)關(guān) S08）；wz5（接近開(kāi)關(guān) S09）。如：DJ3_SX(xx,wz3)；表示手抓下降到位置 3。DJ4_HZ(hz)-手爪回轉(zhuǎn) 90 度【功能】此函數(shù)為手爪回轉(zhuǎn) 90 度函數(shù)。【說(shuō)明】參數(shù) hz：選擇手抓逆時(shí)針或順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 90 度，逆時(shí)針回轉(zhuǎn)（hz=qhz）/順時(shí)針回轉(zhuǎn)（hz=hhz）設(shè)定。如：DJ4_HZ(qhz)；表示手抓逆時(shí)針回轉(zhuǎn) 90 度。（五）、機(jī)器人調(diào)試說(shuō)明（五）、機(jī)器人調(diào)試說(shuō)明 在機(jī)器人全部裝配完畢，初步檢查無(wú)誤后，下一步就進(jìn)行必要的調(diào)試，主要的調(diào)試步驟如下：1先進(jìn)行循線傳感器信號(hào)處理板的調(diào)試。2.編寫(xiě)一個(gè)接近開(kāi)關(guān)傳感器測(cè)試程序，按照下列接近傳感器的順序給信號(hào)：S01-S02-S03-S04-S05-S06-S07-S08-S09-S10，選取升降電機(jī) DJ3 作為測(cè)試電機(jī)，彈性聯(lián)軸器上緊定螺釘松開(kāi)，讓電機(jī)空轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)板上其它電機(jī)接口先拔除，以免測(cè)試過(guò)程中發(fā)生誤動(dòng)作，損壞其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)。測(cè)試程序可按如下方法編寫(xiě)：DJ3 正轉(zhuǎn)S01 有信號(hào)時(shí)停止 2 秒后反轉(zhuǎn)S02 有信號(hào)時(shí)停止 2 秒后正轉(zhuǎn)S03 有信號(hào)時(shí)停止 2 秒后反轉(zhuǎn)以此類(lèi)推直至 S10。測(cè)試時(shí)按以上順序用鐵片給接近開(kāi)關(guān)信號(hào)，查看每個(gè)接近開(kāi)關(guān)是否正確接收信號(hào)。34 3、編寫(xiě)電機(jī)正反轉(zhuǎn)測(cè)試程序，查看每個(gè)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的定義與對(duì)應(yīng)功能是否符合。例：DJ1 正轉(zhuǎn) 200ms對(duì)應(yīng)手爪夾緊動(dòng)作、DJ1 反轉(zhuǎn) 200ms對(duì)應(yīng)手爪松開(kāi)動(dòng)作。測(cè)試過(guò)程中注意動(dòng)作時(shí)間給定，不要讓電機(jī)超出極限位置而損壞機(jī)構(gòu)或電機(jī)。4、單獨(dú)測(cè)試每個(gè)功能函數(shù)動(dòng)作是否正確，詳見(jiàn)功能函數(shù)說(shuō)明。5編寫(xiě)功能驗(yàn)證程序，機(jī)械手先逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 180 度，停止 5 秒，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 180 度后停止機(jī)械手從最低位上升，分別在 4 個(gè)位置處停止 5 秒，直至最高位停止機(jī)械手從最高位下降，分別在 4 個(gè)位置處停止 5 秒，直至最低位停止機(jī)械手從最前端開(kāi)始向后移動(dòng)，直至最后端停止 5 秒，再反向運(yùn)動(dòng)，直至最前端停止機(jī)械手夾緊一個(gè)工件后持續(xù) 5 秒，再松開(kāi)到位機(jī)器人以恒定速度前進(jìn) 5 秒，停止 3 秒，再以同樣速度后退 5 秒，停止 3 秒，左轉(zhuǎn) 90 度，停止 3 秒，右轉(zhuǎn) 90 度后停止。6、編寫(xiě)任務(wù)程序，將機(jī)器人放到場(chǎng)地上進(jìn)行調(diào)試。
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