教学型六自由度模块化手臂开发手册.pdf

教学型六自由度模块化手臂开发手册 1一、主要技术参数一、主要技术参数 1）1） 六自由度小型模块化手臂： 六自由度小型模块化手臂： ? 六自由度； ? 夹持力：120g； ? 手爪：±45 度； ? 独立驱动电源/电池供电； ? 聚合物可充电动力锂电池：7.2V，2000 mAH； ? 专用充电器，自动检测充电状态，过流过热保护； ? 臂长：270mm； ? 控制方式：独立控制芯片，最多可达 8 自由度控制； ? 通讯方式：串口控制（UART），可直接与 MT-U 机器人通讯； ? 安装方式：可以直接装配在大学版机器人 MT-U 上 2）2） 小型模块化手臂与 PC 机通讯专用接口模块： 小型模块化手臂与 PC 机通讯专用接口模块： ? 采用 RS232 通讯方式； ? 光电隔离； ? 独立电源供电 3）3） 小型模块化手臂配套专用 PC 机控制软件 小型模块化手臂配套专用 PC 机控制软件 ? 可以通过 PC 机直接控制各个关节； ? 开放 PC 机控制的函数接口及控制协议； ? 可以通过编程实现运动规划设计。

4）4） 伺服电机技术指针 伺服电机技术指针 ? Type：MT－SERVO－20 Dimension：66x30x64mm ; Stall torque：20kg/cm; Operating speed：0.20sec/60degree(4.8v); Operating voltage：4.8-7.2V; Temperature range：0℃_ 55℃; Dead band width：10us. ? Type：MT－SERVO－10 Dimension：40x20x42mm Stall torque：10kg/cm Operating speed：0.20sec/60degree Operating voltage：4.8-7.2V 教学型六自由度模块化手臂开发手册 2Temperature range：0℃_ 55℃ Dead band width：10us ? Type：MT－SERVO－6 Dimension：40x20x42mm Stall torque：5kg/cm Operating speed：0.20sec/60degree Operating voltage：4.8-7.2V Temperature range：0℃_ 55℃ Dead band width：10us 二、装配方式 二、装配方式 (1) 总体装配效果图 （2）主要部件拆解图 (1) 总体装配效果图 （2）主要部件拆解图 三、系统控制原理及接线图 三、系统控制原理及接线图 (3) 系统控制原理(3) 系统控制原理 伺服舵机 控制器 通讯 接口 控制接口 18MT-U 机器 人串行接口 （UART） 接口 模块 PC 机串行接口 （RS-232） 教学型六自由度 模块化手臂专用 控制软件 教学型六自由度模块化手臂开发手册 31）1） 伺服舵机连接插头引脚定义： 伺服舵机连接插头引脚定义： 2）2） 伺服舵机控制器端口定义： 伺服舵机控制器端口定义： 8 路输出埠定义（Servo1～Servo8）: :输出端口与伺服舵机连接插头对应 方式,如下图： 3）3） 控制埠及通讯端口: 控制埠及通讯端口: Servo1 Servo2 Servo3Servo4Servo5Servo6Servo7Servo82 脚：SERVO POWER +（电源 +）1 脚：control（控制信号线） 3 脚：GND（电源 -） 电源开关 (Power Switch)电源指示灯 (Power Led) 充电接口 (Recharge Socket)通讯端口 (Communication) 此面朝上 （有铜芯外露） 2 脚：SERVO POWER +（电源 +） 1 脚：control（控制信号线） 3 脚：GND（电源 -） 教学型六自由度模块化手臂开发手册 44）4） PC 专用串行通讯模块: PC 专用串行通讯模块: (4) PC 机串行通讯电缆接口 (5) 串行通讯模块电源输入接口 (4) PC 机串行通讯电缆接口 (5) 串行通讯模块电源输入接口 5）5） 其它配件: 其它配件: (6) 聚合物动力锂电池充电器/外接电源 (6) 聚合物动力锂电池充电器/外接电源 (7) PC 机串行通讯电缆 (7) PC 机串行通讯电缆 教学型六自由度模块化手臂开发手册 5五、伺服舵机控制器通讯协议 五、伺服舵机控制器通讯协议 1）1） 接收数据： 接收数据： 每一帧控制指令：4 个字节； 第一个字节：0xAF---- 数据帧起始字节； 第二个字节：0x00～0x08---- 舵机序号(Servo1～Servo8)； 第三个字节：0x00～0xB4---- 旋转角度设定(-90°～ +90°)； 第四个字节：0xFA----数据帧结束字节。

2）2） 返回数据： 返回数据： 当正确接收一帧数据之后，伺服舵机控制器会返回一个字节数据做为接收确认信息 返回数据为：大写字母‘R’的 ASCII 码 六、详细使用方法 六、详细使用方法 当机器运行时，请远离机器，以免被 机器撞伤当机器运行时，请远离机器，以免被 机器撞伤 1）1） 接线操作步骤： 接线操作步骤： ? 将 PC 机串行通讯电缆一端接在 pc 机的串口上， 另一端接在手臂的 USB 口上 ? 分别将两个电源的一端接在 100V ~ 240V 插座上，另一端接在手臂相应界面，如图所示： (8) 控制器电源输入接口 (9) 串行通讯模块电源输入接口 (8) 控制器电源输入接口 (9) 串行通讯模块电源输入接口 ? 拨动手臂底座上的开关，手臂上电，注意上电后手臂会自动找到机械零点位置 教学型六自由度模块化手臂开发手册 62）2） Demo 软件操作方法： Demo 软件操作方法： ? 打开 ArmControl 活页夹， 双击 Tools 活页夹内的 Reg.bat 文件 ? 双击 Bin 活页夹内的 ArmControl.exe控制接口如下图所示： (10) 软件运行接口 (10) 软件运行接口 ? 选择 port，注意 port 号可通过查看 PC 机设备管理器得到，如图所示： ? 单击“Open Comm”，手臂运行到出厂时设置的零位(该零点与手臂上电时的零点不同,即为相对零点)，如图所示： 注：如果有偏差，请重新设置零点。

教学型六自由度模块化手臂开发手册 7(1)相对零点标定： (1)相对零点标定： ? 选中“SetZero?” ，如图所示： ? 单击/拖动各自由度模块控制按钮，如图所示： 注：每个自由度模块角度控制范围都在 0 到 180 之间，1 至 6 个自由度依次从底端到手爪，软件接口上的 Pan 为第一个自由度，Tilt 为第二个自由度，Joint3 为第三个自由度，Joint4 为第四个自由度，Joint5 为第五个自由度，Hand 为第六个自由度，首先设置第一个自由度，拖动与 Pan 对应的滑动条到一个位置，如 90 度的位置；同时，可设置该自由度模块的运行速度，如 1deg/s ? 单击设置零点按钮 “SetZero” ， 手臂各关节模块、 软件中 Download滚动条同步运动，直到手臂运行到期望位置； ? 反复设置零点，运行手臂，直到零点位置为用户期望位置后，单击保存按钮“Save” ，退出“SetZero?” ，完成对手臂的相对零点标定 教学型六自由度模块化手臂开发手册 8(2) 单自由度模块运动控制: (2) 单自由度模块运动控制: 滑动滚动条设置各自由度角度值，单击“Drive”按钮可驱动各自由度模块运动，并可在 speed 内分别设定每个自由度的速度值，如图所示： 注：每个自由度模块运行角度的定义，均相对于前面标定的相对零点。

(3) 复位操作: (3) 复位操作: 单击“Reset”按钮，手臂复位至相对零点状态 (3) 综合 Demo 演示 (3) 综合 Demo 演示 注：运行演示程序 Demo 前，需保证手臂相对零点处于如图姿态： 教学型六自由度模块化手臂开发手册 9? 演示程序演示程序 Demo1：： 该 Demo 为手臂抓取、堆垛目标工件演示程序：手臂处于零点位置，并在手臂正前方垂直放置两个方块，单击 “arm stow demo”按钮，手臂夹起第一个方块后将其放到手臂右侧的位置， 然后回到正前方夹起另一方块，再将其放置、堆垛前一个方块上面，放好后手臂回到零点位置，如图所示 (a) Step 1 (b) Step 2 (c) Step 3 (d) Step 4 ? 演示程序演示程序 Demo2：： 该 Demo 为手臂抓取目标工件，并按期望路径运动演示程序：手臂处于零点位置，并在手臂正前方垂直方块，单击 “arm trajectory planning”按钮，手臂夹起方块后，按照期望路径运动，最后将方块放回原处并回到初始位置，如图所示。

教学型六自由度模块化手臂开发手册 10(a) Step 1 (b) Step 2 (c) Step 3 (d) Step 4 。