機(jī)械手臂—不僅僅有臂膀

    通常意義上的機(jī)械手臂，大都是有基座，有關(guān)節(jié)，有臂桿，有操控裝置的四有機(jī)械。機(jī)械臂是目前在機(jī)械人技術(shù)領(lǐng)域中得到最廣泛實(shí)際應(yīng)用的自動(dòng)化機(jī)械裝置，在工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)治療、娛樂(lè)服務(wù)、軍事以及太空探索等領(lǐng)域都能見(jiàn)到它的身影。盡管機(jī)械臂設(shè)計(jì)的形態(tài)各有不同，但它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是能夠接受指令，精確地定位到三維（或二維）空間上的某一點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)。

圖1 常規(guī)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)

    在這里介紹一款AS-6DOF機(jī)械臂，它使用32路伺服舵機(jī)控制器和PS2搖桿作為控制系統(tǒng)，藍(lán)牙無(wú)線操作，（可以當(dāng)作無(wú)線PS2手柄來(lái)玩）每個(gè)關(guān)節(jié)都可在規(guī)定的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)操作PS2搖桿，可給伺服舵機(jī)控制器發(fā)送控制指令信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂在空間內(nèi)精確夾取作業(yè)，如果將其安裝到移動(dòng)平臺(tái)上，還可替代工作人員在有害環(huán)境中作業(yè)，實(shí)時(shí)修改控制指令，精確地完成每一項(xiàng)任務(wù)，是一套性?xún)r(jià)比高而且易用的機(jī)械臂機(jī)器人平臺(tái)。

圖2 新型6DOF機(jī)械臂

    下面就帶大家從組裝到應(yīng)用，來(lái)認(rèn)識(shí)一下這款：PS2搖桿遠(yuǎn)程控制藍(lán)牙無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸AS-6DOF 鋁合金機(jī)械臂，怎么樣，名字叫得是不是夠高端大氣上檔次?

機(jī)械臂底盤(pán)-電子工藝的機(jī)械零件

    萬(wàn)事開(kāi)頭難，先從基礎(chǔ)做起，來(lái)組裝機(jī)械臂的底盤(pán)。最新版本的底盤(pán)材料由原來(lái)的黑色亞克力板升級(jí)成了樹(shù)脂PCB板子，創(chuàng)新的用電子制作的工藝來(lái)做機(jī)械部件，效果還不錯(cuò)：機(jī)械強(qiáng)度與原機(jī)械臂底板相當(dāng)，上面印著白色的二維碼，漂亮的沉金工藝字，還預(yù)留了與MEGA328芯片相同的封裝擴(kuò)展位以較多孔位，方便后續(xù)擴(kuò)展功能，使這塊底盤(pán)直正做到機(jī)電一體化。

                     圖3 新型機(jī)械臂底板圖1                       圖4 新型機(jī)械臂底板圖2

    再按說(shuō)明一步步分別安裝臂部，夾持器等，臂部安裝沒(méi)什么可說(shuō)的，將長(zhǎng)U型支架與舵機(jī)支架按部就班的安裝即可，要說(shuō)的是鋁合金夾持器，安裝時(shí)要調(diào)整好關(guān)節(jié)處的螺母，使其松緊合適，太緊舵機(jī)阻力大，發(fā)熱；太松夾持精度又不好。

        圖5 機(jī)械臂臂部安裝圖                  圖6 機(jī)械臂夾持器安裝圖

3D訂制機(jī)械臂手控盒

    最后隆重介紹一下手控盒部分！它是這套機(jī)械臂中的亮點(diǎn)所在。它用到了一塊Arduino UNO 控制器、一個(gè)擴(kuò)展板、一個(gè)藍(lán)牙模塊、三個(gè)PS2搖桿,統(tǒng)一的經(jīng)典藍(lán)色PCB板子，看上去很和諧；外殼采用黑色PLA材質(zhì)，這可不是一般的外殼，它是用MakeBot 3D打印機(jī)，為內(nèi)部的元器件量身訂制的呢。黑色外殼，藍(lán)色PCB板，閃動(dòng)的紅綠色LED，讓這款訂制手控盒顯得低調(diào)奢華有內(nèi)涵。

       圖7 無(wú)線PS2手操盒圖1                           圖8 無(wú)線PS2手操盒圖2

    Ok，安裝完成，先來(lái)擺幾個(gè)pose，嘿嘿。安裝完成后要手動(dòng)扭一下機(jī)械臂各個(gè)關(guān)節(jié)，看看有沒(méi)有干涉，并且要注意各關(guān)節(jié)的中位設(shè)定，具體的調(diào)整方法下面有說(shuō)明。

         圖9 機(jī)械臂機(jī)構(gòu)安裝姿態(tài)1                               圖10 機(jī)械臂夾持螺絲刀

機(jī)械臂中位調(diào)試

    不能光擺pose，要讓機(jī)械臂上電，動(dòng)起來(lái)才行。上電前要調(diào)整舵機(jī)中位，在此說(shuō)一下我用的調(diào)中位方法：先用十字舵盤(pán)慢速扭一下舵機(jī)，讓舵機(jī)處于機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的中間位置，是為粗調(diào)；然后將舵機(jī)與舵機(jī)支架安裝到位，舵盤(pán)與U型支架安裝到位，不要安裝舵盤(pán)與舵機(jī)的連接螺絲；連接32路舵機(jī)控制器到PC，打開(kāi)PC端控制軟件，將舵機(jī)回中位，是為精調(diào)；最后，拔下舵盤(pán)，重新定位U型支架的角度，再插好舵盤(pán)。調(diào)整中位完成！這樣調(diào)整是比較快的。
好，機(jī)械臂機(jī)械部分全部組裝調(diào)試完成，先來(lái)個(gè)全家福。

圖11 機(jī)械臂全家福

機(jī)械臂實(shí)際應(yīng)用

    在實(shí)際生活中，有很多機(jī)械臂的應(yīng)用，比如下左圖中那個(gè)大家伙：挖掘機(jī)手臂端掛接夾鉗屬具，具有可以拆樓房的實(shí)力！當(dāng)然咱們這個(gè)AS-6DOF機(jī)械臂就沒(méi)有那么大的力量啦，但是接受指令，夾個(gè)貨物，放到指定位置，還是沒(méi)有問(wèn)題滴。

      圖12 大個(gè)兒頭的機(jī)械臂                           圖13 小個(gè)兒頭的機(jī)械臂

相關(guān)鏈接

百度百科機(jī)械手臂   http://baike.baidu.com/view/2417569.htm
AS-6DOF機(jī)械臂      http://lifestyle201.com/goods-35.html
機(jī)械臂示教操作視頻 http://v.youku.com/v_show/id_XNDkyOTQwODg4.html
機(jī)械臂定位夾取視頻 http://v.youku.com/v_show/id_XMTcyOTQzMzIw.html