最近在抽時間集中整理之前做過的東西，有純粹入門學習的、課程設計的、老師項目的、幫忙同學的、業余瞎搞的、畢業設計的（自己和“他人”）、之前在破產公司搞的，所以難度質量啥的參差不齊，一些半成品殘次品正在考慮要不要整理，都算上預計這個系列能更六七十篇吧

這次這個沒怎么參與，屬于幫同學的，舍友趙碩搞的，他現在轉java了。所以只有當時給整理的文檔，具體工程忘保存了，有需要的可以去他博客管他要哈哈

1. 機械臂的概述

1.1 研究背景、簡介及意義

機械臂是傳統的機械結構學結合現代電子技術、電機學、計算機科學、控制理論、信息科學和傳感器技術等多學科綜合性高新技術產物，它是一種擬生結構、高速運行、重復操作和高精度機電一體化的自動化設備。

機械臂是模仿人手的動作，按照給定程序、軌跡和要求能實現自動抓取、搬運的機械裝置。在實際生產中，機械臂可以提高生產的機械臂可以提高自動化水平和實際生產效率，可以減輕勞動強度、保證產品質量、實現安全生產。尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體及放射性等惡劣環境下，它能代替人正常工作，意義更為重大，隨著生產的發展，功能和性能的不斷改善和提高，在機械加工、沖壓、鍛、鑄、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配、輕工業及交通運輸等領域得到越來越廣泛的應用。

國內外對機器人及機械臂的定義不盡相同：國際標準化組織對機器人的定義是：機器人是一種能自動定位、可控的可編程的多功能操作機。這類操作機具有幾個軸在可編程序操作下，能處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執行各種任務。

近年來機械臂在工廠自動化改革中發揮著巨大的作用，代替人處理一些重復性，精密性、高工作負荷的工作，大大加快了生產效率，縮減了生產周期。如汽車自動化生產線中機械臂的無縫焊接，鋼廠里的鋼材分揀機器人的搬運打捆，都用到了機械臂。

1.2機械臂制作主要工作

本制作和以往的機械臂有所不同，以往的機械臂是上位機控制，而此次采用的是體感控制。主要任務是使機械臂能夠模仿人手的動作。整個系統以單片機STM32F103C8T6控制，NRF24L01無線射頻模塊和MPU6050模塊配置相應的外設及接口電路，用C語言開發，組成一個自由度為4的可控制機械臂。本設計的主要工作如下：

根據課題提出的指標和要求進行研究，分析其可行性。

對系統的各個功能模塊進行了深入的分析和研究，在對課題所采用的方
案進行詳細的研究后設計具體的功能電路。
3.熟悉所選擇的各集成電路芯片并完成具體電路的設計、PCB板布局與模塊結構設計，對各模塊電路進行調試。
4.使系統能過夠產生0Hz～60MHz的正弦波并且可用鍵盤進行頻率調節，最小調節步進間距為1Hz。
5.輸出信號頻率誤差：優于10-4；輸出幅度誤差：優于10-1；輸出波形用于顯示系統能過夠產生0Hz～60MHz的正弦波并且可用鍵盤進行頻率調節，最小調節步進間距為1Hz。
6.輸出信號頻率誤差：優于10-4；輸出幅度誤差：優于10-1；輸出波形用于顯示示波器觀察室無明顯失真。

設計要求：
機械臂的主要工作是模仿人的手臂動作，完成物品的抓取和易位，整個機械臂安裝在一個基座上，回轉角度范圍是0到180度，小臂相對于大臂擺動，擺動范圍是70-150度，手腕的末端安裝一個機械手，機械手具有開閉能力，用于對直徑30-50mm工件的抓取。最大承重為50g。
系統共有四個自由度，分別是加緊、大臂俯仰、小臂俯仰、基座的回轉?；幕剞D可進行0到180度的回轉。最后的是搖擺與手指部分，通過控制手指的張開和夾緊來進行物體的抓取和易位。

2.方案設計

四自由度機械手系統有機械本體結構，伺服驅動系統，單片機控制系統，無線通信部分組成。機械手本體機械結構的動作主要是關節驅動，機械手的關節驅動單元是各種伺服電機。各關節的伺服驅動指令值主要由單片機控制。對于無線通信模塊，發送端單片機將加速度儀數據讀取出來，通過無線射頻模塊將數據發送到接收端。接收端無線射頻模塊接收來自無線模塊的信號，將其轉變為相應的脈沖寬度，并發送給舵機，舵機進行角度轉換，并控制機械臂執行動作。機械手運動機構的升降、俯仰等獨立的運動方式，稱為機械手的自由度。自由度是機械手電子設計的關鍵因素。自由度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。本次設計采用的是四個自由度，末端執行機構可以自由開合能完成物體的抓、移、放等動作。

3.系統的硬件設計

3.1 STM32F103C8T6單片機控制電路

STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM Cortex-M3內核，屬于中低端的32位ARM微控制器。工作頻率為72MHz，內置高速存儲器(高達128K字節的閃存和20K字節的SRAM)，豐富的增強I/O端口和聯接到兩條APB總線的外設。所有型號的器件都包含2個12位的ADC、3個通用16位定時器和一個PWM定時器，還包含標準和先進的通信接口：多達2個I2C和SPI、3個USART、一個USB和一個CAN。
內核：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作頻率72MHz，1.25DMIPS/MHz。單周期乘法和硬件除法。
存儲器：片上集成32-512KB的Flash存儲器。6-64KB的SRAM存儲器。
時鐘、復位和電源管理：2.0-3.6V的電源供電和I/O接口的驅動電壓。上電復位（POR）、掉電復位（PDR）和可編程的電壓探測器（PVD）。4-16MHz的晶振。內嵌出廠前調校的8MHz RC振蕩電路。內部40 kHz的RC振蕩電路。用于CPU時鐘的PLL。帶校準用于RTC的32kHz的晶振。
低功耗：3種低功耗模式：休眠，停止，待機模式。為RTC和備份寄存器供電的VBAT。
調試模式：串行調試（SWD）和JTAG接口。
DMA：12通道DMA控制器。支持的外設：定時器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。
3個12位的us級的A/D轉換器（16通道）：A/D測量范圍：0-3.6V。雙采樣和保持能力。片上集成一個溫度傳感器。
最多高達112個的快速I/O端口：根據型號的不同，有26，37，51，80，和112的I/O端口，所有的端口都可以映射到16個外部中斷向量。除了模擬輸入，所有的都可以接受5V以內的輸入。
最多多達11個定時器：4個16位定時器，每個定時器有4個IC/OC/PWM或者脈沖計數器。2個16位的6通道高級控制定時器：最多6個通道可用于PWM輸出。2個看門狗定時器（獨立看門狗和窗口看門狗）。Systick定時器：24位倒計數器。2個16位基本定時器用于驅動DAC。
最多多達13個通信接口：2個IIC接口（SMBus/PMBus）。5個USART接口（ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，調試控制）。3個SPI接口（18 Mbit/s），兩個和IIS復用。CAN接口（2.0B）。USB 2.0全速接口。SDIO接口。

3.1.1 STM32F103的開發環境- Keil MDK

MDK 源自德國的 KEIL 公司，是 RealView MDK 的簡稱。在全球 MDK 被超過 10 萬的嵌入式開發工程師使用。目前最新版本為：MDK5.14，該版本使用 uVision5 IDE 集成開發環境，是目前針對 ARM 處理器，尤其是 Cortex M 內核處理器的最佳開發工具。Keil MDK提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器在內的完整開發方案，通過一個集成開發環境將這些功能組合在一起。它的界面和常用的微軟VC++的界面相似，界面友好，易學易用，在調試程序，軟件仿真方面也有很強大的功能。因此此設計采用這個編程環境。

3.1.2時鐘電路

XTAL1是片內振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內部方式時，時鐘發生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振8MHz，時鐘頻率就為72MHz。電容取22PF左右。STM32中有一個用于構成內部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或者陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器。片外石英晶體或者陶瓷諧振器及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構成并聯振蕩電路。對外接電容C1、C2雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩定性、起振的難易程序及溫度穩定性，這里采用電容22pF，晶振采用8MHz，如圖3-1。

圖3-1

3.1.3復位電路

STM32采用上電復位，其電路如圖2所示，只要在RST復位輸入引腳上接一電容至Vcc端，下接一個電阻到地即可。對于CMOS型單片機，由于在RST端內部有一個下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1μF。上電復位的工作過程是在加電時，復位電路通過電 容加給RST端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著Vcc對電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續時間取決于電容的充電時間。為了保證系統能夠可靠地復位，RST端的高電平信號必須維持足夠長的時間。上電時，Vcc的上升時間約為10ms，而振蕩器的起振時間取決于振蕩頻率。在圖2的復位電路中，當Vcc掉電時，必然會使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于內部電路的限制作用，這個負電壓將不會對器件產生損害。另外，在復位期間，端口引腳處于隨機狀態，復位后，系統將端口置為全“l”態。如果系統在上電時得不到有效的復位，則程序計數器PC將得不到一個合適的初值，因此，CPU可能會從一個未被定義的位置開始執行程序。

圖3-2

3.2無線模塊的電路設計及與單片機之間的通信

3.2.1無線模塊的簡介

NRF24L01 是一款工作在 2.4~2.5GHz 世界通用 ISM 頻段的單片無線收發器芯片。無線收發器包括:頻率發生器、增強型 SchockBurst TM 模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調制器、解調器。輸出功率、頻道選擇和協議的設置可以通過 SPI 接口進行設置。
極低的電流消耗：當工作在發射模式下發射功率為-6dBm 時電流消耗為 9mA，接收模式時為 12.3mA。掉電模式和待機模式下電流消耗更低。本設計用無線模塊實現發送端與控制系統之間的數據傳遞。

表3-1NRF24L01引腳功能

表3-2 電氣特性參數

3.2.2無線模塊與單片機的電氣連接

圖3-3無線模塊與單片機連接圖

3.2.3無線模塊與單片機之間的通信-SPI

SPI 接口一般使用 4 條線通信： MISO 主設備數據輸入，從設備數據輸出。MOSI 主設備數據輸出，從設備數據輸入。SCLK 時鐘信號，由主設備產生。CS 從設備片選信號，由主設備控制。其工作原理是：主機和從機都有一個串行移位寄存器，主機通過向它的 SPI 串行寄存器，寫入一個字節來發起一次傳輸。寄存器通過 MOSI 信號線將字節傳送給從機，從機也將自己的移位寄存器中的內容通過 MISO 信號線返回給主機。這樣，兩個移位寄存器中的內容就被交換。外設的寫操作和讀操作是同步完成的。如果只進行寫操作，主機只需忽略接收到的字節；反之，若主機要讀取從機的一個字節，就必須發送一個空字節來引發從機的傳輸。
機械臂的SPI時序圖如下：

圖3-4NRF24L01讀寫操作時序

上圖中 Cn 代表指令位，Sn 代表狀態寄存器位，Dn 代表數據位。從圖中可以看出，SCK 空閑的時候是低電平的，而數據在 SCK 的上升沿被讀寫。

3.3 加速度儀的設計電路及與單片機之間的通信

3.3.1 加速度ADXL345

ADXL345是一款小而薄的超低功耗3軸加速度計，分辨率高(13位)，測量范圍達± 16g。數字輸出數據為16位二進制補碼格式，可通過SPI(3線或4線)或I 2 C數字接口訪問。ADXL345非常適合移動設備應用。它可以在傾斜檢測應用中測量靜態重力加速度，還可以測量運動或沖擊導致的動態加速度。其高分辨率(3.9mg/LSB)，能夠測量不到1.0°的傾斜角度變化。加速度儀主要是提取它的加速度，將加速度融合成角度，這個是將加速度融合成角度的函數。此轉換由單片機實現。

**************************************************************************** * Function Name : MPU_GetAngle * Description : 將AD值轉換成角度值 * Input : xValue：x的值 * * yValue：y的值 * * zValue：z的值 * * dir：0：與Z軸的角度;1：與X軸的角度;2：與Y軸的角度. * Output : None * Return : None ****************************************************************************/int16_t MPU_GetAngle(short aacx, short aacy, short aacz, uint8_t dir) {float temp;float res = 0;switch(dir){ /* 與自然Z軸的角度 */case 0:temp = sqrt((aacx * aacx + aacy * aacy)) / aacz;res = atan(temp);break;/* 與自然X軸的角度 */case 1:temp = aacx / sqrt((aacy * aacy + aacz * aacz));res = atan(temp);break;/* 與自然Y軸的角度 */case 2:temp = aacy / sqrt((aacx * aacx + aacz * aacz));res = atan(temp);break;default:break;}res = res * 1800 / 3.14; return res; }

3.3.2 加速度儀與單片機之間的電氣連接

圖3-5

3.3.3 加速度儀與單片機之間的通信-I2C

I2C(Inter－Integrated Circuit)總線是一種由 PHILIPS 公司開發的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備。它是由數據線 SDA 和時鐘 SCL 構成的串行總線，可發送和接收數據。在 CPU 與被控 IC 之間、IC 與 IC 之間進行雙向傳送，高速 IIC 總線一般可達 400kbps 以上。
I2C 總線在傳送數據過程中共有三種類型信號， 它們分別是：開始信號、結束信號和應答信號。開始信號：SCL 為高電平時，SDA 由高電平向低電平跳變，開始傳送數據。結束信號：SCL 為高電平時，SDA 由低電平向高電平跳變，結束傳送數據。應答信號：接收數據的 IC 在接收到 8bit 數據后，向發送數據的 IC 發出特定的低電平脈沖，表示已收到數據。CPU 向受控單元發出一個信號后，等待受控單元發出一個應答信號，CPU 接收到應答信號后，根據實際情況作出是否繼續傳遞信號的判斷。若未收到應答信號，由判斷為受控單元出現故障。這些信號中，起始信號是必需的，結束信號和應答信號，都可以不要。本實驗的時序圖如下：

圖3-6

3.4 舵機模塊及PWM控制

3.4.1 舵機模塊及相應程序

舵機是一種位置（角度）伺服的驅動器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統。目前在航模，包括飛機模型，潛艇模型，遙控機器人中已經使用的比較普遍。舵機是一種俗稱，其實，是一種伺服馬達。
一般來講，舵機主要由以下幾個部分組成：舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計、直流電機、控制電路板燈等。
工作原理：控制電路板接受來自信號線的控制信號，控制電機轉動，電機帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋計是相連的，舵盤轉動的同時，帶動位置反饋計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板，進行反饋，然后控制電路板根據所在位置決定電機轉速和方向，從而達到目標停止。
標準的舵機有三條導線,分別是：電源線、地線、控制線。電源線和地線是舵機的能源保證，主要是電機的轉動消耗。
舵機的控制信號為周期是20ms的脈沖調制(PWM)信號，其中脈沖寬度從0.5ms-2.5ms,相應的多盤的位置為0-180度，呈線性變化。也就是說，給他提供一個脈寬，它的輸出軸就會保持在一個相應的角度上，無論外界轉矩怎么變化，直到給他提供一個另外寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新對應的位置上，程序實現上可以通過定時器來實現。
舵機的轉速取決于信號脈寬的變化速度，如果信號脈沖變化速度太快的話，舵機會反應不過來：將脈寬變化值線性到要求時間內，一點一點增加脈寬值，就可以控制舵機的速度了。具體來說就需要在調試的時候修改數值，以使舵機的運動更加平滑。由于舵機在每一次脈寬值改變的時候總會有一個轉速由零增加再減速為零的過程，所以舵機會產生像步進電機一樣運動的原因。
舵機的角度算法，為了防止大臂和小臂的抱死，
//控制部分

if(servo_ang.big>= 0 && servo_ang.big<=30){servo_ang.small_min = 175;servo_ang.small_max = 180;if(servo_ang.small <= servo_ang.small_min)servo_ang.small = servo_ang.small_min;else if(servo_ang.small >= servo_ang.small_max)servo_ang.small = servo_ang.small_max;}else{ //min = 180 - angle + 5//max = 180 - angle + 35servo_ang.small_min = 185 - servo_ang.big;servo_ang.small_max = 215 - servo_ang.big;if(servo_ang.small <= servo_ang.small_min)servo_ang.small = servo_ang.small_min;else if(servo_ang.small >= servo_ang.small_max)servo_ang.small = servo_ang.small_max;}

3.4.2 pwm的簡介

PWM就是脈寬調制器，通過調制器給電機提供一個具有一定頻率的脈沖寬度可調的脈沖電。脈沖寬度越大即占空比越大，提供給電機的平均電壓越大，電機轉速就高。反之脈沖寬度越小，則占空比越越小。提供給電機的平均電壓越小，電機轉速就低。PWM不管是高電平還是低電平時電機都是轉動的，電機的轉速取決于平均電壓。

3.4.3 pwm與舵機的角度轉換程序

void Arm::servo_control(uint16_t angle) {uint16_t duty;duty = 50 + 1.1 * angle;if(duty <= 50) duty = 50;//0if(duty >= 250) duty = 250;//180if(get_port() == GPIOA){switch(get_pin()){case GPIO_Pin_6://turntableset_duty(duty);break;case GPIO_Pin_7://bigset_duty(duty);break;}}else if(get_port() == GPIOB){switch(get_pin()){case GPIO_Pin_6://arm_smallset_duty(duty);break;case GPIO_Pin_7://arm_wristset_duty(duty);break;case GPIO_Pin_8://arm_clawset_duty(duty);break;}} }

4. 電路板制作

首先使用Altium Designer繪制原理圖，生成PCB板并手工調制布局，之后手工布線。布線時要設置電氣規則，設置安全距離，對電源線、地線加粗:同時要盡量加大焊盤:盡可能避免跳線。

圖4-1發送端原理圖

圖4-2發送端PCB圖

圖4-3 接收端原理圖

圖4-4接收端PCB圖

5. 程序下載及調試

5.1 程序流程圖

圖5-1機械臂原理圖

圖5-2機械臂原理圖

5.2 相應程序

發送端大臂：主要程序

#include "func.h" uint8_t tx_Buf1[32] = { 'B', 'B' }; #define Filter_Num 100 Key key_claw(&PA5, IPU); _filter filter_data;//濾波之后的數據 _filter raw_data;//原始數據 _servo_ang servo_ang; int16_t abs(int16_t p) {return p>0?p:-p; } void setup() {yg_init();MPU_Init();//初始化MPU6050while(mpu_dmp_init()){delay_ms(10);}NRF24L01_Init();while(NRF24L01_Check())//檢測NRF24L01是否存在{delay_ms(10);}NRF24L01_TX_Mode();//WWDG_Init(0X7F, 0X5F, WWDG_Prescaler_8); } void task() {MPU_Get_Accelerometer(&raw_data.aacx, &raw_data.aacy, &raw_data.aacz);/servo_ang.y = abs(MPU_GetAngle(filter_data.aacx, filter_data.aacy, filter_data.aacz, 2) / 10 - 90);tx_Buf1[2] = (servo_ang.y >> 8) & 0xff;//arm_bigtx_Buf1[3] = servo_ang.y & 0xff;NRF24L01_TxPacket(tx_Buf1); }

發送端手上：主要程序：

#include "func.h" uint8_t tx_Buf0[32] = { 'A', 'A' }; #define Filter_Num 100 Key key_claw(&PA5, IPU); _filter filter_data;_filter raw_data; _servo_ang servo_ang; int16_t abs(int16_t p) {return p>0?p:-p; } void setup() {yg_init();MPU_Init();//3?ê??ˉMPU6050while(mpu_dmp_init()){delay_ms(10);}NRF24L01_Init();while(NRF24L01_Check()){delay_ms(10);}NRF24L01_TX_Mode(); }void task() {MPU_Get_Accelerometer(&raw_data.aacx, &raw_data.aacy, &raw_data.aacz);//get aacSlide_Filter(&raw_data, &filter_data);//slide filterservo_ang.x = abs(MPU_GetAngle(filter_data.aacx, filter_data.aacy, filter_data.aacz, 1) / 10 - 90);servo_ang.y = abs(MPU_GetAngle(filter_data.aacx, filter_data.aacy, filter_data.aacz, 2) / 10 + 90);servo_ang.z = MPU_GetAngle(filter_data.aacx, filter_data.aacy, filter_data.aacz, 0) / 10 + 90;if(key_claw.key_press() == PRESS){delay_ms(10);servo_ang.claw = 35;}else{delay_ms(10);servo_ang.claw = 80;}tx_Buf0[2] = (servo_ang.x >> 8) & 0xff;//arm_turntabletx_Buf0[3] = servo_ang.x & 0xff;tx_Buf0[4] = (servo_ang.y >> 8) & 0xff;//arm_smalltx_Buf0[5] = servo_ang.y & 0xff;tx_Buf0[6] = (servo_ang.z >> 8) & 0xff;//no usetx_Buf0[7] = servo_ang.z & 0xff;tx_Buf0[8] = (servo_ang.claw >> 8) & 0xff;//arm_clawtx_Buf0[9] = servo_ang.claw & 0xff;NRF24L01_TxPacket(tx_Buf0); }接收控制端主要程序： #include "func.h"extern uint8_t rx_Buf0[32]; extern uint8_t rx_Buf1[32]; extern uint8_t rx_Buf2[32]; extern uint8_t rx_Buf3[32]; extern uint8_t rx_Buf4[32]; extern uint8_t rx_Buf5[32];#define Filter_Num 100 Timer timer3(TIM3); Key key_claw(&PE2, IPU); _filter filter_data; _filter raw_data; _servo_ang servo_ang; static int abs_1(int p) {return p > 0 ? p : -p; } void Slide_Filter(_filter *filter_in, _filter *filter_out) {static int16_t Filter_ax[Filter_Num],Filter_ay[Filter_Num],Filter_az[Filter_Num],Filter_gx[Filter_Num],Filter_gy[Filter_Num],Filter_gz[Filter_Num];static uint8_t Filter_count;int32_t Filter_sum_ax=0,Filter_sum_ay=0,Filter_sum_az=0,Filter_sum_gx=0,Filter_sum_gy=0,Filter_sum_gz=0;uint8_t i=0;Filter_ax[Filter_count] = filter_in->aacx;Filter_ay[Filter_count] = filter_in->aacy;Filter_az[Filter_count] = filter_in->aacz;Filter_gx[Filter_count] = filter_in->gyrox;Filter_gy[Filter_count] = filter_in->gyroy;Filter_gz[Filter_count] = filter_in->gyroz;for(i=0;i<Filter_Num;i++){Filter_sum_ax += Filter_ax[i];Filter_sum_ay += Filter_ay[i];Filter_sum_az += Filter_az[i];Filter_sum_gx += Filter_gx[i];Filter_sum_gy += Filter_gy[i];Filter_sum_gz += Filter_gz[i];} filter_out->aacx = Filter_sum_ax / Filter_Num;filter_out->aacy = Filter_sum_ay / Filter_Num;filter_out->aacz = Filter_sum_az / Filter_Num;filter_out->gyrox = Filter_sum_gx / Filter_Num;filter_out->gyroy = Filter_sum_gy / Filter_Num;filter_out->gyroz = Filter_sum_gz / Filter_Num;Filter_count++;if(Filter_count == Filter_Num)Filter_count=0; }void setup() {yg_init();arm_init(2000, 720);NRF24L01_Init();while(NRF24L01_Check()){delay_ms(10);}NRF24L01_RX_Mode(); }void task() {if(NRF24L01_RxPackets() == 0){if(rx_Buf0[0] == 'A' && rx_Buf0[1] == 'A')//D?±?{servo_ang.turntable = rx_Buf0[2] << 8 | rx_Buf0[3];//xservo_ang.small = rx_Buf0[4] << 8 | rx_Buf0[5];//y arm_small// servo_ang.z = rx_buf[4] << 8 | rx_buf[5];servo_ang.claw = rx_Buf0[8] << 8 | rx_Buf0[9];}if(rx_Buf1[0] == 'B' && rx_Buf1[1] == 'B')//′ó±?{servo_ang.big = rx_Buf1[2] << 8 | rx_Buf1[3];//y arm_big}}if(servo_ang.big <= 104){servo_ang.big = 104;servo_ang.small = 155;}else if(servo_ang.big >= 170){servo_ang.small = 155;}else if(servo_ang.big >= 104 && servo_ang.big <= 170){servo_ang.small_max = 155;servo_ang.small_min = 240 - servo_ang.big;if(servo_ang.small <= servo_ang.small_min)servo_ang.small = servo_ang.small_min;else if(servo_ang.small >= servo_ang.small_max)servo_ang.small = servo_ang.small_max;}arm_big.servo_control(servo_ang.big);arm_small.servo_control(servo_ang.small);arm_turntable.servo_control(servo_ang.turntable);arm_claw.servo_control(servo_ang.claw); }

6. 電子設計體會

機械臂的動作都比較簡單，這是由于它們都是在固定的地點完成特定的重復的任務，它們的技術指標主要是力矩、可靠性、可持續工作時間（主控系統及驅動電路可以正常、穩定地工作的時間）等，而我們此次研制機械臂重點是它的靈活性和控制精度，學習它的工作原理及控制方法，所以對機械臂的功能設計的比較簡單，只是重復性的干一個工作，但其擴展性很強，只要根據具體需要，對軟件稍加改動，就可以使機械臂完成自己預期的工作。

我們此次只完成了整個設計的初期工作，搭建了一個機械臂的工作平臺，可以實現一些工業設備的功能，完成一些簡單的抓取任務，動作比較靈活，下一步還有許多工作要做：，比如測量角度時需要還需要將加速度儀和陀螺儀的姿態融合，使得角度更加的穩定，控制舵機的時候更加的穩定平滑。例如在鉗子上加壓力傳感器，用以檢測是否已抓緊物體（這個功能也可以通過檢測電流的方法實現，但電路會比較復雜），如果再配上位置檢測裝置，不但可以抓取木塊之類的東西，還可以抓取像雞蛋等易碎物體，并且可以保證不會夾破等。經過這個項目的研究，我們不僅對機械臂的基本結構和控制原理有了初步的了解，而且掌握了許多相關專業的知識，增強了創新能力，培養了團隊協作精神。

參考文獻
[1]機器人制作寶典．清弘智昭．科學出版社 2000
[2]機器人基礎知識．劉興良．新時代出版社2003.7
[3]康華光.電子技術基礎-模擬部分.高等教育出版社,1999.4
[4]朱定華 單片微機原理及應用[M] 北京交通大學出版社,2008
[5]孫克梅. 直流伺服電機的單片機控制及應用[J]. 沈陽航空工業學院學報2003(2)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的技能梳理27@体感机械臂的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。