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1、·机械研究与应用·2016年第2期(第29卷,总第142期)设计与制造doi:10.16576/j.cnki.1007-4414.2016.02.046∗基于单片机的六自由度机械手的系统设计1,2邬栋(1.湖北工业大学,湖北武汉430000;2.大同市特种设备监督检验所,山西大同037010)摘要:针对如何提高机械手的自动化与智能化程度,特别是自主识别、判定目标并做出响应的问题,提出了基于TK-A6六自由度机械手和LD1501-MG数字舵机的工业机械手控制系统的设计。硬件方面从控制系统组成,控制方案和单片机
2、选型三个方面叙述了设计中控制系统的总体设计方案,并给出了软件的设计思路和流程图。经过调试,不仅完成了目标识别的任务,识别时间在500ms以内;而且完成了机械手抓取固定位置货物的功能与货物分装的功能。关键词:机械手;目标识别;TK-A6六自由度机械手;LD1501-MG数字舵机中图分类号:TP241文献标志码:A文章编号:1007-4414(2016)02-0135-04SystemDesignofSixDegreesFreedomManipulatorBasedonSingleChipMicrocomput
3、er1,2WUDong(1.HubeiUniversityofTechnology,WuhanHubei430000,China;2.DatongSpecialEquipmentSupervisionandInspection,DatongShanxi037010,China)Abstract:Aimingathowtoenhancethedegreeofmechanizationandintelligence,especiallyinpatternrecognizing,identifytargetsan
4、dfinallyresponsetothem.thecontrolsystemdesignofindustrialrobotbasedonTK-A6sixdegreesoffreedomma-nipulatorandLD1501-MGdigitalservos.Hardwarefromtheoveralldesignscheduleofthreeaspectsofcontrolsystemcompo-sition,controlschemeandMCUselectionisdiscussed,andthes
5、oftwaredesignconceptandflowchartsofthissystemarepresented.Afterdebugging,notonlythetargetrecognitiontaskiscompleted,whoserecognitiontimeiswithin500ms,butal-sothefunctionofgrabbingafixedpositionandthefunctionofthegoodspackingarecompleted.Keywords:machinearm
6、;targetrecognition;6-DOFmachinearm;LD1501-MGdigitalsteer0引言标识别等相关内容。随着科技的发展与人类社会的进步,机器人在我1机械手控制系统设计们的生活中层出不穷,大到工业机器人,小到孩子们1.1系统组成[1-2]的玩具。机械手是在自动化生产过程中使用的本设计中基于单片机的机械手控制系统由系统一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置,它是在硬件和系统软件两大部分组成,系统硬件与系统软件机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装配合工作,共同完成控制系统的
7、控制任务。其中,系[3-4]置。机械手可以看作广义的机器人,自出现以来统硬件包括:电源模块、调试模块、主控制器、执行器就被广泛地应用于各行各业,例如:机械制造、冶金、与传感器共5大部分,它们各执其责一起组成了硬件[5-6]电子、轻工和原子能等部门。如何提高机械手的系统,系统硬件框图如图1所示。自动化与智能化程度,特别是自主识别、判定目标并做出响应,一直都是学术界和各个研究机构的研究热[7-8]点和难点,具有很高的理论和商用价值。本设计结合企业“货运分装机械手”的实际工程项目,对货运分装机械手进行了机电一体化
8、设计。根据冗余度机械手的设计理念选择型号为TK-A6的六自由度机械手,根据实际使用环境选择LD1501-MG数字舵机。硬件电路方面,从控制系统组成、控制方图1系统框图案和单片机选型三个方面叙述了本设计中控制系统的总体设计方案。软件方面分别阐述了系统初始化、1.2控制方案设计单片机控制舵机、摄像头图像采集、图像特征提取、目系统控制方案通过系统软件编程实现,首先由传∗收稿日期:2016-02-24作者简介:邬栋(19
