机械臂关节电机

南京工业大学学士学位论文

三关节机械臂及其控制系统设计

摘 要

随着科技的不断进步，机械臂特别是仿人型机械臂的发展非常迅速。其在人们的日常生活，生产中开始扮演着不可或缺的角色。本文呈现的是一种仿人型机械臂，其主要特点在与多样化，简单化，直觉化的人机交互方式。将以往复杂的主从式操作，诸如摇杆控制等，转化为简单的触摸屏操作，同时辅佐以双目机器视觉，还可以实现通过人的手势来控制机械臂动作，实现了直觉化的控制。

为了能高效稳定地控制机械臂，本设计使用了双控制系统协同作业：下位控制系统使用嵌入式系统—ARM 微处理器（S3C2440 芯片）—实现机械臂的基本动作的控制封装，包括定位算法以及运动控制等；上位控制系统是在PC 上实现的，控制软件使用VC++ 6.0 编写，主要实现机器视觉的相关运算，并将运算结果通过串口通信，传递给下位系统—ARM 微处理器，并最终转换成机械臂的动作。

整个设计过程包含了底层的驱动硬件设计：舵机的选型与控制；机械结构设计：结构设计，负载校核；控制系统电路设计；上位，下位软件的编写：舵机的控制方式—PWM 脉宽调制，点定位算法，轨迹控制算法，机器视觉算法；还编写了3 维软件进行仿真：三维的投影算法，及贴面，光照，面的排序算法

机械臂 轨迹跟踪控制

2 0 1 1年1月

控制工程Co n t r o l En g i n e e r i n g o f Ch i n a

J a n .2 0 1 1Vo 1 . 1 8, No . 1

第l 8卷第1期

文章编号： 1 6 7 1— 7 8 4 8 ( 2 0 1 1 ) O 1 01 - 1 6 - 0 7

机械臂轨迹跟踪控制研究进展史先鹏， _,刘士荣( 1 .华东理工大学自动化研究所，上海 2 0 0 2 3 7;2 .杭州电子科技大学自动化学院，浙江杭州 3 1 0 0 1 8 )

摘

要：综述了近年来刚性机械臂轨迹跟踪控制研究领域的最新进展。根据应用于机械

臂的不同控制算法进行分类，从自适应 P I D控制、神经网络自适应控制、模糊自适应控制、滑

模变结构控制和鲁棒自适应控制 5种主要控制方法进行阐述。重点从关节空间出发，论述了各种控制算法在提高机械臂轨迹跟踪性能方面的各自优缺点，并分析了它们之间的相互联系。 对机械臂轨迹跟踪问题的研究方向进行了展望。 关键词：刚性机械臂；关节空间；轨迹跟踪文献标识码：A 中图分类号：T P 2 7

A S u r v e y o f T r a j e c t o

课 程 设 计

（论文）

题目 基于单片机的机械手关节直流电机

控制电路

班 级 学 号 学 生 姓 名

沈阳航空航天大学

课 程 设 计 任 务 书

课 程 名 称 专业综合课程设计 院（系）专业 班级 课程设计题目 基于单片机的机械手关节直流电机控制电路 课程设计时间:

课程设计的内容及要求：

利用单片机、电路板开发基于单片机的机械手关节直流电机控制电路，实现机械手关节直流电机控制电路，使直流电机对一个机械手壁关节的启、停、正转、反转控制。 具体要求如下：

（1） 按以上要求制定设计方案，并绘制出系统工作框图及程序 流程图； （2） 按要求设计单片机的外围电路，给出电路原理图； （3） 编写主要程序；

（4） 用protus进行仿真，给出仿真电路图；

（5） 单片机仿真器、电路板、电源等硬件正确可靠地连接； （6） 按键控制直流电机进行正反转，使机械手关节活动；

指导教师 年 月 日 负责教师 年

毕业论文

学 生 姓 名： 学 号：

所 在 学 院：

专 业：

设计(论文)题目：

指 导 教 师：

南京工业大学本科生毕业设计

单臂回转式机械手机械系统的设计

摘 要

在工业生产中间，机械手可以代替人的繁重劳动，从而实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作，这样子能够保护人身安全，很大程度提高劳动效率和改善工人工作环境，在很多方面都体现出其不可替代的优势，因而在工业生产中应用广泛。本次所设计的机械手，为单臂回转式机械手，对机械手的要求是搬运一个一千克的铁块，从一个平台到另一个平台，旋转过的角度为90度。从上面的这些条件可以看出，对于机械手结构的选取就比较的多样化。我们可以选择圆柱坐标型的，也可以选择较为复杂的球坐标型和关节型。根据对机械手的运动部分结构的设计及选型，以及选定的夹持的方式，我们定出了机械手的总体结构,其中包括两个相互平行的液压缸和一个旋转的气压缸、电磁铁吸附装置、支座和底座。两个液压缸用于升降运动，气压缸用于回转运动，夹持器主要部分为一个吸附式电磁铁。此次设计中机械手动作固定，结构简单，可靠性较高，易于拆装，可用于机械设计和液压相关课程实验教学中的演示和拆装练习。

关键词：机械手 圆柱坐标型 液压缸 气压缸 吸附式

毕业论文

学 生 姓 名： 学 号：

所 在 学 院：

专 业：

设计(论文)题目：

指 导 教 师：

南京工业大学本科生毕业设计

单臂回转式机械手机械系统的设计

摘 要

在工业生产中间，机械手可以代替人的繁重劳动，从而实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作，这样子能够保护人身安全，很大程度提高劳动效率和改善工人工作环境，在很多方面都体现出其不可替代的优势，因而在工业生产中应用广泛。本次所设计的机械手，为单臂回转式机械手，对机械手的要求是搬运一个一千克的铁块，从一个平台到另一个平台，旋转过的角度为90度。从上面的这些条件可以看出，对于机械手结构的选取就比较的多样化。我们可以选择圆柱坐标型的，也可以选择较为复杂的球坐标型和关节型。根据对机械手的运动部分结构的设计及选型，以及选定的夹持的方式，我们定出了机械手的总体结构,其中包括两个相互平行的液压缸和一个旋转的气压缸、电磁铁吸附装置、支座和底座。两个液压缸用于升降运动，气压缸用于回转运动，夹持器主要部分为一个吸附式电磁铁。此次设计中机械手动作固定，结构简单，可靠性较高，易于拆装，可用于机械设计和液压相关课程实验教学中的演示和拆装练习。

关键词：机械手 圆柱坐标型 液压缸 气压缸 吸附式

目 录

1 绪论 ························································································································ 1 1.1 前言 ······················································································································· 1 1.2 课题的来源与背景 ······························································································ 1 1.3 研究的目的和意义 ······························································································ 2 1.4 林业集材机的概述 ·····················

目 录

1 绪论 ························································································································ 1 1.1 前言 ······················································································································· 1 1.2 课题的来源与背景 ······························································································ 1 1.3 研究的目的和意义 ······························································································ 2 1.4 林业集材机的概述 ·····················

气动机械手回转臂结构设计

第一章 概述

1.1 气动机械手概述

气动机械手由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减

华能编制的火电机组节能导则

华能火力发电机组节电技术导则

中国华能集团公司

二○一○年三月

华能编制的火电机组节能导则

前 言

节能降耗水平是衡量发电企业技术及管理水平的重要指标，关系企业的核心竞争力和长期盈利能力。近两年来，随着国内其他发电集团公司火力发电机组节能降耗力度的不断加大，超（超）临界机组的大规模投产，华能集团公司供电煤耗和发电厂用电率指标领先的优势逐步缩小。面对节能减排严峻的形势，华能集团公司曹培玺总经理在年度工作会上提出要“加强节能降耗管理，严格执行‘一票否决’，确保集团公司总体能耗水平和主力机型的能耗指标保持行业领先地位”，并强调30万千瓦及以上机组的能耗指标达到国内领先水平，是华能集团节能减排工作的重点目标和重点工作。

华能集团公司多年来有敢为人先的优良传统，有多年优秀经验的积累、良好的设备基础以及西安热工研究院强有力的技术支持。为实现华能集团公司火力发电机组主要技术经济指标和主力机型能耗指标达到行业领先的目标，2009年4月～7月，华能集团公司先后多次组织召开节能降耗专题会议，安排部署节能降耗工作。主要开展的工作有：深入分析公司技术经济指标的完成情况，开展能耗指标对标工作；安排西安热工研究院开展60万千瓦及以上超（超）临界机组

案例一：基本电费持续优化

应用场景---基本电费安容量计费，变压器利用率低，用电负荷不稳定。

应用锦囊---计费方式调整

重庆某摩配制造公司，是一家专门生产制造汽车/摩托车和通用机械橡胶制品的企业。工厂内变压器容量为1250kvA，年用电量约200万千瓦时，基本电费计费方式为按变压器容量计费，年总电费约180万元，基本电费36万元。

经现场调查和数据分析，发现日平均用电负荷为200kw，最大负荷在400kw左右，最大需量值不到500kw，低压变压器额定容量的40%；结合工厂生产计划安排，在生产高峰的状态只存在3个月，根据数据测算到高峰状态下日平均用电负荷增加为300kw，最大负荷在650kw左右。

所以，公司工程师制定了治理方案，将计费方式改为按申报需量计费，每月或每个阶段用电量做出一个优化值，前期申报需量值为500kw，生产高峰的月份申报需量值为650kw，负荷降低后再调整为500kw。

最终，经过数据跟踪和缴费单显示，月基本电费从3万元减少到1.8万元，节约1.2万元；生产高峰月份节约0.66万元，综合一年节约基本电费13万元，降费36%，效果显著。

案例二：负荷管理（移峰填谷）

应用场景：1.配电变压器容量不合理，变压器利用率低。2.