基于單片機和Arduino平臺的六自由度可控機械手臂

張濤, 王炎

(華北科技學院，河北 三河 065201)

基于單片機和Arduino平臺的六自由度可控機械手臂

張濤, 王炎

(華北科技學院，河北 三河 065201)

為了降低機械手臂的設計開發難度，并使之盡早地投入應用，設計一種基于單片機和Arduino平臺的六自由度可控機械手臂。提出六自由度可控機械手臂的控制方案，給出機械手臂控制系統的結構框圖。詳細設計六自由度可控機械手臂的硬件系統和軟件系統，給出關鍵參數的計算過程和計算結果。最后，設計制作可控機械手臂實物，并利用機械手臂書寫(繪制)大寫字母“M”。設計過程與實物應用效果表明：基于單片機和Arduino平臺的六自由度機械手臂具有實際的應用價值。

Arduino平臺；機械手臂；六自由度；單片機；實物制作

0 引 言

目前機械手臂是機器人技術領域的重要發展方向，也是得到最廣泛實際應用的自動化機械裝置。機械手臂可用于汽車制造等自動化制造行業，還可用于商業、農業、醫療、救援等各個領域。但是，因機械手臂的功能針對性強和售價高昂，使其很難應用于普通場合。

開源硬件的發展，尤其是Arduino技術平臺的迅猛發展，使開發設計人員更容易進入機械電子學這個精彩的領域。Arduino是一款便捷、靈活、容易使用的開源電子原型平臺，它包含硬件(各種型號的Arduino板)和軟件(Arduino IDE)。Arduino的硬件原理圖、電路圖、IDE軟件及核心庫文件都是開源的，允許開發者根據自己的設計思想進行改進調整。

基于開源性硬件與軟件的思想，本文綜合Arduino、單片機和機械臂的理論與技術，設計制作基于Arduino平臺的六自由度可控機械手臂。……