基于 arm 的多轴机械手持器设计 的

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1、本科毕业设计论文附件题目：多轴机械手手持器的开发作者姓名慕伟指导教师董辉副教授专业班级自动化0801学院信息工程学院提交日期2012年6月1日目录一、文献综述二、外文翻译三、开题报告四、指导教师评语五、论文评阅人评语六、答辩记录七、毕业设计成果演示记录表八、教师指导记录表九、毕业设计进程考核表一、文献综述基于ARM的多轴机械手手持器设计姓名慕伟专业班级自动化0801摘要：机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，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，利用机械手来完成固定的任务。本课题要求模仿人手臂的某些动作功能

2、，设计开发按固定程序抓取、搬运物件的自动装置控制系统。本文基于ARM的嵌入式系统手持器设计，实现机械手的自动控制，包括PCB设计、手持器显示、驱动编写。关键词：机械手，嵌入式系统，ARM，PCB设计1.前言机械手技术是新技术革命中迅速发展起来的一项技术，其发展很快，在技术性能上趋于成熟和完善，它不断吸取现代技术精华，改进和提高产品水平，现在多为PLC和微型计算机控制，直流伺服电动机和步进电动机驱动的小型机械手。机械手现在广泛应用于各个行业，除工业外，还涉及军事、运输、农业、医院及教学等领域。机械手在交通管理中代人指挥，在医院代医护人员监护，帮助盲人引路，帮助残疾人料理

3、生活，在海下、地下等条件恶劣、危险的环境中代人工作。它将使我们生活更舒适，帮助我们从非脑力的劳动中解放出来，使人类的独特能力得以充分发挥。除了工业机械手外，目前各国还在研究各种专用机械手。如深海开发机械手要耐高压、耐海水腐蚀、抗海浪能力;宇宙空间机械手应能在失重、真空、酷寒及强烈射线等条件下工作;用于人们日常生活[1]的机械手，要具有小型化、智能化等特点。2.机械手产生的背景和概况2.1国外机械手的发展状况机械手首先是从美国开始研制的。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教

4、，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人。作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人主要由类似人的手和臂组成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。近十几年来所说的机器人大多指的是工业机器人即机械手臂，根据它的发展过程可划分为以下三代：第一代是目前工

5、业中大量使用的示教再现型机械手臂。它主要由夹持器、手臂、驱动器和控制器组成。1958年美国Consolidated公司制作了第一台机械手臂，作为机械手臂产品出售的最早的是1962年美国的AMF公司推出的Verstran和Unimation公司推出的Unimate，这类机械手臂的控制器比较简单，早期用磁鼓、继电器等，后来使用微处理机代替。和一般数字闭环系统相比，它已具有根据示教的动作，自动生成定位数据和进行控制的能力。目前已经应用于工业喷漆和上下料等，国内外工业应用中的机械手臂绝大多数也都是这一类。第二代是目前正在推广的感觉判断型机械手臂。它是具有光觉、视觉、力觉、触觉

6、、声觉和语音识别等功能的工业机器人，具有一定的感受功能。机械手臂工作时能够根据感受的外界信息调整控制算法，自动改变作业程序，适应对象及环境的变化，它的控制方式比第一代机械手臂复杂。控制器采用微型计算机，可在线或离线编程。1979年UNIMATION公司研制推出的Puma系列工业机器人使第二代机械手臂的研究得到迅速广泛普及。第三代是目前正在研究的智能机械手臂。它具有高性能的感觉装置和控制器，是具有感觉、思考、决策和动作能力的机械手臂系统。它本身能认识工作环境、工作对象及其状态，可根据工作人员的指令和“自身”认识外界的结果自动决定工作方法，实现任务目标，并能适应工作环境的

7、变化。这代机械手臂目前正处于探索阶段。从第一台机械手臂问世，至今已经有50年的历史。在这期间，机械手臂在各个领[2]域都得到了长足的发展和广泛的应用，而且仍将保持良好的发展势头。2.2国内机械手的发展状况我国的机器人技术也有20多年的发展历史，20世纪80年代中期，国家将工业机器人开发列入科技攻关计划，建立了机器人示范工程。经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和“863”计划的支持已经取得了较大进展，工业机器人市场也已经成熟，应用上已经遍及各行各业。“863”计划还把智能机器人的研究和开发列为发展主题之一，重点发展了在恶劣环境下工作的机器人、精密装