機械手臂—不僅僅有臂膀

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

圖1 常規(guī)機械臂結(jié)構(gòu)

    在這里介紹一款AS-6DOF機械臂，它使用32路伺服舵機控制器和PS2搖桿作為控制系統(tǒng)，藍牙無線操作，（可以當(dāng)作無線PS2手柄來玩）每個關(guān)節(jié)都可在規(guī)定的范圍內(nèi)運動，通過操作PS2搖桿，可給伺服舵機控制器發(fā)送控制指令信號，從而實現(xiàn)機械臂在空間內(nèi)精確夾取作業(yè)，如果將其安裝到移動平臺上，還可替代工作人員在有害環(huán)境中作業(yè)，實時修改控制指令，精確地完成每一項任務(wù)，是一套性價比高而且易用的機械臂機器人平臺。

圖2 新型6DOF機械臂

    下面就帶大家從組裝到應(yīng)用，來認(rèn)識一下這款：PS2搖桿遠程控制藍牙無線數(shù)據(jù)傳輸AS-6DOF 鋁合金機械臂，怎么樣，名字叫得是不是夠高端大氣上檔次?

機械臂底盤-電子工藝的機械零件

    萬事開頭難，先從基礎(chǔ)做起，來組裝機械臂的底盤。最新版本的底盤材料由原來的黑色亞克力板升級成了樹脂PCB板子，創(chuàng)新的用電子制作的工藝來做機械部件，效果還不錯：機械強度與原機械臂底板相當(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芯片相同的封裝擴展位以較多孔位，方便后續(xù)擴展功能，使這塊底盤直正做到機電一體化。

                     圖3 新型機械臂底板圖1                       圖4 新型機械臂底板圖2

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

        圖5 機械臂臂部安裝圖                  圖6 機械臂夾持器安裝圖

3D訂制機械臂手控盒

    最后隆重介紹一下手控盒部分！它是這套機械臂中的亮點所在。它用到了一塊Arduino UNO 控制器、一個擴展板、一個藍牙模塊、三個PS2搖桿,統(tǒng)一的經(jīng)典藍色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，為內(nèi)部的元器件量身訂制的呢。黑色外殼，藍色PCB板，閃動的紅綠色LED，讓這款訂制手控盒顯得低調(diào)奢華有內(nèi)涵。

       圖7 無線PS2手操盒圖1                           圖8 無線PS2手操盒圖2

    Ok，安裝完成，先來擺幾個pose，嘿嘿。安裝完成后要手動扭一下機械臂各個關(guān)節(jié)，看看有沒有干涉，并且要注意各關(guān)節(jié)的中位設(shè)定，具體的調(diào)整方法下面有說明。

         圖9 機械臂機構(gòu)安裝姿態(tài)1                               圖10 機械臂夾持螺絲刀

機械臂中位調(diào)試

    不能光擺pose，要讓機械臂上電，動起來才行。上電前要調(diào)整舵機中位，在此說一下我用的調(diào)中位方法：先用十字舵盤慢速扭一下舵機，讓舵機處于機械轉(zhuǎn)動范圍的中間位置，是為粗調(diào)；然后將舵機與舵機支架安裝到位，舵盤與U型支架安裝到位，不要安裝舵盤與舵機的連接螺絲；連接32路舵機控制器到PC，打開PC端控制軟件，將舵機回中位，是為精調(diào)；最后，拔下舵盤，重新定位U型支架的角度，再插好舵盤。調(diào)整中位完成！這樣調(diào)整是比較快的。
好，機械臂機械部分全部組裝調(diào)試完成，先來個全家福。

圖11 機械臂全家福

機械臂實際應(yīng)用

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

      圖12 大個兒頭的機械臂                           圖13 小個兒頭的機械臂

相關(guān)鏈接

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