智能机械臂开发教程

高级篇
第 1 课 认识 Arduino...............................................................................................................62 第 2 课 单个舵机的控制.........................................................................................................66 第 3 课 多个舵机的控制.........................................................................................................68 第 4 课 机械臂手指触摸传感器的应用................................................................................ 70 第 5 课 机械臂震动传感器的应用........................................................................................ 73 第 6 课 机械臂光敏传感器的应用........................................................................................ 76 第 7 课 机械臂声音传感器的应用........................................................................................ 80 第 8 课 机械臂热敏传感器的应用........................................................................................ 84 第 9 课 机械臂红外传感器的应用........................................................................................ 87 第 10 课 机械臂三轴加速度传感器的应用.......................................................................... 91 第 11 课 Arduino 实现 OLED 液晶显示..................................................................................95 第 12 课 温湿度传感器的应用............................................................................................ 103 第 13 课 超声波传感器的应用............................................................................................ 109 第 14 课 APDS9960 传感器的应用——颜色...................................................................... 113 第 15 课 APDS9960 传感器的应用——手势...................................................................... 117
---------------- 基础篇 ---------------
本篇作为智能机械臂的入门教程，主要学习机械臂的基 本结构和原理，以及基础的操作应用。通过基础篇的学习可 以学会机械臂的组装，机械臂的基本动作调试以及舵机调试 上位机软件的使用等。
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智能机械臂开发教程
杭州众灵科技有限公司
目录
基础篇
第 1 课 认识机械臂结构...........................................................................................................2 第 2 课 舵机的结构和原理.......................................................................................................4 第 3 课 总线舵机的介绍...........................................................................................................7 第 4 课 总线舵机的调试...........................................................................................................8 第 5 课 总线舵机控制器.........................................................................................................15 第 6 课 Arduino 拓展板...........................................................................................................18 第 7 课 动作调试上位机软件.................................................................................................21 第 8 课 机械臂的组装.............................................................................................................30 第 9 课 控制系统的安装.........................................................................................................42 第 10 课 蓝牙驱动软件的安装和使用.................................................................................. 45 第 11 课 机械臂动作组及手柄控制指令的配置.................................................................. 46 第 12 课 机械臂的操作...........................................................................................................49 第 13 课 常用指令详解...........................................................................................................53 第 14 课 机械臂手动回读编程...............................................................................................56 第 15 课 机械臂手动按钮编程...............................................................................................59
学习思路： 1、思考组成机械臂的关键结构有哪些。 2、思考 6 个舵机在机械臂运动中的角色。
所用器材： 1、机械臂全套支架。 2、总线单轴舵机。
实践操作：
【大底板-1 个】
【大底板支撑脚垫-5 个】
【金属大轴承-1 个】
【大圆盘-1 个】
【小圆盘-2 个】
【圆环-2 个】
来自百度文库
2
【长 U 支架-3 个】
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第 1 课 机械臂结构
机械臂一直是科技领域热门的话题，在很多工业领域都会有机械臂的应用。我们这款智 能机械臂由 6 自由度舵机和支架组合而成。可以完成左右旋转、前后弯曲、夹取等动作。在 这一课中，我们主要了解这款机械臂的基本支架结构。
学习目标： 1、了解组成机械臂的基本支架结构。 2、了解每个支架的特点和作用。
学习目标： 1、了解舵机的内部结构。 2、了解舵机的工作原理。
学习思路： 1、首先了解舵机的基本组成结构。 2、分析舵机的控制原理。 3、掌握舵机的控制方法。
所需器材： 无
实践操作： 1、舵机的基本组成
舵机（英文叫 Servo）：它由直流电机、减速齿轮组、电位器和控制电路组成的一套自 动控制系统。通过发送信号，指定输出轴旋转角度。舵机一般而言都有最大旋转角度（比如 180 度。）与普通直流电机的区别主要在，直流电机是一圈圈转动的，舵机只能在一定角度 内转动，不能一圈圈转（总线舵机可以在舵机模式和电机模式中切换，没有这个问题）。普 通直流电机无法反馈转动的角度信息，而舵机可以。用途也不同，普通直流电机一般是整圈 转动做动力用，舵机是控制某物体转动一定角度用（比如机器人的关节）。下图是一个舵机 的分解图，其组成部分主要有齿轮组、电机、电位器、电机控制板、壳体这几大部分。电机 控制板主要是用来驱动电机和接受电位器反馈回来的信息。电机嘛，动力的来源了，这个不 用太多解释。电位器这里的作用主要是通过其旋转后产生的电阻的变化，把信号发送回电机 控制板，使其判断输出轴角度是否输出正确。齿轮组的作用主要是力量的放大，使小功率电 机产生大扭矩。
项目篇
项目 1 机械臂定距夹取实验................................................................................................122 项目 2 机械臂定位夹取实验................................................................................................133 项目 3 机械臂手势夹取实验................................................................................................138 项目 4 机械臂颜色识别夹取实验....................................................................................... 142
【舵机支架-4 个】
【L 型支架-1 个】
【舵机-6 个】
【舵盘-5 个】
【机械爪-1 个】
【杯式轴承-3 个】 1、机械臂整体预览
本课小结： 这节课，我们熟悉了组装智能机械臂的基本结构件。了解每个结构件的数量和其在整体
机械臂中担当的角色。
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第 2 课 舵机的结构和原理
机械臂运动的核心关节为舵机。舵机也叫伺服电机，是由电机、控制板、电位器、齿轮 组等组合而成，可以根据脉冲信号进行位置控制。本节课，我们将学习舵机的内部构造和基 本的工作原理。