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6自由度并联拉线写字机器人实现写字功能

2023-05-12 09:29 作者:机器谱  | 我要投稿

1. 功能说明

      本文示例将实现R287样机6自由度并联拉线写字机器人写字(机器时代)的功能。


      该机器人有两部分:绘图机构、走纸机构。绘图机构由6个舵机模块近似正六边形位置分布,共同控制位于中心的画笔;还具备一个走纸机构,走纸机构是由一个大圆周舵机驱动的。


2. 6自由度并联拉线写字机器人逆解算法

      该6自由度并联拉线写字机器人的运动控制采用逆运动更容易一些,下面我们将对其逆运动算法进行介绍。我们先确定该6自由度并联拉线写字机器人的位置,通过建立坐标系的方法确定位置。这里我们选择在6自由度并联拉线写字机器人外一点建立一个直角坐标系,Z轴范围——笔架上下接线间距60,坐标系Z轴0点为7X11平板平面,这里面我们需要求解出每个舵机转动角度与画笔位置的关系:

      各舵机坐标(注意这里面的Z轴坐标是以实际作用到舵机上的为准)

          1(97,55,-10)

          2(25,200,50)

          3(97,345,-10)

          4(302,345,50)

          5(375,200,-10)

          6(302,55,50)

      中心点(x,y,z);目标点(xt,yt,zt);舵机半径 radius——24.0


中心点到每个舵机的距离:

basic%5C_dist%3D%5Csqrt%7B(x-x_i)%5E2%2B(y-y_i)%5E2%2B(z-z_i)%5E2%7D%20

目标点到每个舵机的距离 :

dist%3D%5Csqrt%7B(x_t-x_i)%5E2%2B(y_t-y_i)%5E2%2B(z_t-z_i)%5E2%7D%20


中心点到目标点舵机需要转动的角度(弧长公式):

degree%3D90.0%2B%5Cfrac%7B(dist-basic%5C_dist)%5Ctimes%20180%7D%7BM%5C_PI%5Ctimes%20radius%7D%20%2B0.5


      其中90.0为笔在中心时舵机初始角度(这个很重要,舵机角度安装一定要注意),M_PI=3.1415926,0.5用于五入(为了补充运动过程中无法避免的损耗产生的运动误差)。


3. 电子硬件

     本实验中采用了以下硬件:

电路连接说明: 舵机连接:按圆盘顺时针方向,舵机位置依次对应Bigfish扩展板的D4, D7, D11,D3, D8, D12



4. 功能实现

     编程环境:Arduino 1.8.19

下面提供一个6自由度并联拉线写字机器人写字(机器时代)的参考例程(servo_writing.ino):


5. 资料下载

资料内容:

①写字-例程源代码

②写字-样机3D文件

资料下载地址:https://www.robotway.com/h-col-211.html


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