在博文两轴机械臂+机械爪整体控制板设计与机械爪控制调试 中给出了双轴机械臂整体控制电路板的设计以及初步调试的过程。本文则完成对于双臂运动的控制调试。
控制调试包括两部分的内容：
机械臂的运动动态性能：速度、稳定性、低过冲；
机械位置的运动精度：重复到达位置的位置精度；
02一体化控制电路安装
1.设置WiFi STC调试器
通过手机选择USR-WIFI232-195，选择10.10.100.254进行登录。然后选择STA的登录的WiFI的热点。
▲ 登录10.10.100.254进行设置WiFI接入热点
2.控制板与机械臂其它部件连接关系
下图显示了控制板与其它的机械臂的部件连接的关系。
▲ 控制电路板与机械臂其它部件连接关系
03初步测试
1.肘关节运动范围
min = 3000
max = 14000
step range = 35000
▲ 肘关节线性增加的角度（逆时针旋转）
2.肩关节运动范围
对于肩关节的角度处理：
▲ 肩关节线性增加角度
3.测量双轴移动步数与角度比值
(1) 测试1
记录起始位置，然后使用mlmove12正向移动20000步。
▲ 机械臂移动前后的位置
起始位置 关节1:1961 关节2:2672
结束位置 10089 9072
变化数值 δ1：8128 δ2：6400
(2) 测试2
记录起始位置，然后使用mlmove12正向移动20000步。
起始位置 关节1: 1972 关节2: 2659
结束位置 10019 9062
变化数值 δ1：8047 δ2：6403
Δ 1 = δ 11 + δ 12 2 = 8128 + 8047 2 = 8087.5 \Delta_{1} = {{\delta _{11} + \delta _{12} } \over 2} = {{8128 + 8047} \over 2} = 8087.5
Δ
1
=
2
δ
11
+δ
12
=
2
8128+8047
=8087.5
Δ 2 = δ 21 + δ 22 2 = 6400 + 6403 2 = 6401.5 \Delta _2 = {{\delta _{21} + \delta _{22} } \over 2} = {{6400 + 6403} \over 2} = 6401.5
Δ
2
=
2
δ
21
+δ
22
=
2
6400+6403
=6401.5
由于 BH38旋转编码器初步测试 一周的数值为：N B H 38 = 2 14 = 16384 N_{BH38} = 2^{14} = 16384N
BH38
=2
14
=16384。由此可以得到肩部（关节1），肘部（关节2）旋转一周的步数N1, N2:
N 1 = 2 14 × 20000 Δ 1 = 2 14 × 20000 8087.5 = 40516.85 N_1 = {{2^{14} \times 20000} \over {\Delta _1 }} = {{2^{14} \times 20000} \over {8087.5}} = 40516.85
N
1
=
Δ
1
2
14
×20000
=
8087.5
2
14
×20000
=40516.85
N 2 = 2 14 × 20000 Δ 2 = 2 14 × 20000 6401.5 = 51188.0 N_2 = {{2^{14} \times 20000} \over {\Delta _2 }} = {{2^{14} \times 20000} \over {6401.5}} = 51188.0
N
2
=
Δ
2
2
14
×20000
=
6401.5
2
14
×20000
=51188.0
N1,N2的比值符合 57HSXXXXEIS ， 42HS48EIS 的步进细分表表格的设置。
为了统一两个电极的控制，将57HSXXXXEIS（肩部步进电机控制器）的细分设置也设置为512000。重新进行测定。
修改步进电机设置之后，重新上电启动系统。
起始位置 关节1：1984 关节2:2698
结束位置 8327 9097
位置变化 6343 6399
经过测试可以看到，两者之间的步进角度比（R s a R_{sa}R
sa
）都接近于：
R s a = S t e p N u m e r A n g l e = 51200 2 14 = 3.125 R_{sa} = {{{\rm{Step}}\,{\rm{Numer}}} \over {Angle}} = {{51200} \over {2^{14} }} = 3.125
R
sa
=
Angle
StepNumer
=
2
14
51200
=3.125
04位置闭环控制
1.一次运动误差
对应的一次运动误差是指，仅仅运动一次，然后测量静止时刻的误差。生成两个角度随机设定值，然后机械臂运行到相应的位置。读取角度取值，获取与设定值之间的差值。作为误差值进行统计。
计算的方式： 根据当前的角度误差，使用步进角度比(Rsa) 来计算每个关节的移动步距（即移动步骤脉冲个数）和具体的方向。
具体测试的结果见下面的曲线。统计值为：
meanx = -0.15， Var(x) = 51.25
mean(y) = 0.02Var(y) = 64.66
delx=[7.0, 10.0, 10.0, 7.0, 3.0, 11.0, 17.0, 8.0, 3.0, 5.0, 6.0, 12.0, 12.0, 4.0, 6.0, 1.0, 1.0, 1.0, 8.0, 8.0, 2.0, 6.0, 0.0, 11.0, 8.0, 4.0, 9.0, 2.0, 5.0, 12.0, 5.0, 6.0, 9.0, 7.0, 1.0, 1.0, 2.0, 0.0, 2.0, 1.0, 7.0, 16.0, 2.0, 0.0, 3.0, 5.0, 7.0, 3.0, 12.0, 0.0]
dely=[12.0, 6.0, 8.0, 15.0, 1.0, 5.0, 1.0, 0.0, 7.0, 14.0, 10.0, 10.0, 6.0, 6.0, 2.0, 8.0, 0.0, 2.0, 6.0, 5.0, 5.0, 9.0, 1.0, 10.0, 6.0, 4.0, 1.0, 7.0, 10.0, 11.0, 6.0, 0.0, 6.0, 13.0, 12.0, 1.0, 2.0, 5.0, 16.0, 13.0, 8.0, 4.0, 5.0, 5.0, 6.0, 5.0, 0.0, 3.0, 1.0, 4.0]
1
2
1
2
2.二次运动误差
mean(x) = -0.094Var(x) = 4.08
mean(y) = 0.031Var(y) = 4.28
delx=[1.0, 1.0, 1.0, 2.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 4.0, 3.0, 1.0, 0.0, 4.0, 3.0, 3.0, 0.0, 2.0, 2.0, 1.0, 1.0, 2.0, 2.0, 0.0, 0.0, 2.0, 3.0, 4.0, 0.0, 2.0, 2.0, 2.0, 1.0]
dely=[0.0, 1.0, 3.0, 2.0, 2.0, 3.0, 2.0, 1.0, 1.0, 3.0, 2.0, 0.0, 0.0, 2.0, 4.0, 2.0, 1.0, 4.0, 2.0, 2.0, 1.0, 3.0, 1.0, 3.0, 1.0, 2.0, 2.0, 1.0, 1.0, 1.0, 3.0, 1.0]
1
2
1
2
#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: gbk -*-
#============================================================
# TEST1.PY -- by Dr. ZhuoQing 2020-09-07
#
# Note:
#============================================================
from headm import *
from random import *
from tsmodule.tsstm32 import *
randpos = [(randint(3000,8000), randint(4000, 8000)) for s in range(50)]
printf(randpos)
delxdim = []
delydim = []
for p in randpos:
stm32cmd('angle12 %d %d'%(p[0], p[1]))
time.sleep(.5)
while True:
stm32cmd('CLEAR')
stm32cmd('angle')
time.sleep(.5)
val = stm32memo(1)
if len(val) != 4: continue
if val[2] + val[3] == 0: break
time.sleep(2)
stm32cmd('angle12 %d %d'%(p[0], p[1]))
time.sleep(.5)
time.sleep(1)
stm32cmd('CLEAR')
stm32cmd('angle')
time.sleep(.5)
val = stm32memo(1)
delxdim.append(p[0] - val[0])
delydim.append(p[1] - val[1])
tspsave('delta1', delx=delxdim, dely=delydim)
printf(val)
tspsavenew('delta1', delx=delxdim, dely=delydim)
plt.plot(delxdim)
plt.plot(delydim)
plt.xlabel("Sample")
plt.ylabel("DeltaX Y")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()
#------------------------------------------------------------
#END OF FILE : TEST1.PY
#============================================================
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
通过上面实验可以验证，使用二次位置校正，可以有效的的角度空间位置统计误差可以降低到±4左右。假设肩部的角度误差
Δ θ s h o u l d e r = 4 2 14 × 2 π = 0.001534 \Delta \theta _{shoulder} = {4 \over {2^{14} }} \times 2\pi = 0.001534
Δθ
shoulder
=
2
14
4
×2π=0.001534
肩部的臂长L s h o u l d = 1 L_{should} = 1L
should
=1米，那么中断对应的位值误差为：
Δ L = Δ θ s h o u l d e r × L = 1.53 m m \Delta L = \Delta \theta _{shoulder} \times L = 1.53mm
ΔL=Δθ
shoulder
×L=1.53mm
对应的最坏的位置误差小于2mm。达到最初的设计精度要求。
05结论
根据对双关节+机械爪运动初步控制，运动中的主要矛盾还是出现在对肩部的动态控制方面。如果还是采用放缓输出角度，则无法达到运动速度和过冲之间的矛盾。
下面需要进一步同安肩部角度反馈来获得对肩部运动的高速稳定扫之。
另文给出：
肩部高速平滑控制方式；
机械爪带有力矩反馈的控制；
■ 相关文献链接:
两轴机械臂+机械爪整体控制板设计与机械爪控制调试
BH38旋转编码器初步测试
57HSXXXXEIS一体化步进伺服驱动电机
42HS48步进电机实验
打开CSDN，阅读体验更佳
二关节机械臂计算力矩跟踪控制
二关节机械臂计算力矩跟踪控制，包括阶跃信号和正弦信号，程序能完好运行，并画出跟踪效果
二关节机械臂计算力矩控制simulink程序.7z
二关节机械臂计算力矩控制simulink程序 可直接运行 欢迎大家下载 谢谢啦 （话说在哪里看怎么设置积分呀）
基于esp8266+微信小程序的两关节机械臂（课设）
基于esp8266+微信小程序的两关节机械臂（课设） 1. 机械臂概述 机械结构是某鱼上买，自己画也可以3D打印也可以（个人建议：预留舵机穿线的空间和舵机片的空间，之前diy其他东西的时候翻个车）。舵机是在某宝上买的，根据个人情况采购，注意要和自己的图纸尺寸对应。这个机械臂的动作由4个舵机控制，3个舵机x(底盘),y（第一个关节）,z（第二关节），另外一个舵机e控制夹子的动作。通过微信小程序上的按钮可以控制各个舵机的角度，可以记录舵机的实时角度。这机械臂能通过小程序控制完成一些动作，可以自动复位到初始状态，
继续访问
机械臂控制-3
后处理器 后处理器是离线编程中的关键步骤，因为它们可以为特定的机器人控制器生成机器人程序。机器人编程必须遵循特定于供应商的编程规则，这些规则在后处理器中实现。机器人后处理器定义必须如何为特定机器人控制器生成机器人程序。 从RoboDK模拟到特定机器人程序的转换由后处理器完成。每个机器人都链接到一个后处理器，后者将定义一个特定的机器人编程风格。离线生成程序时使用后处理器，如“ 生成程序”部分所示（右...
继续访问
[易懂]两连杆关节机械臂机器人给定位置求解各关节转动角度教程模拟Python实现
参考文献： [1] https://robotacademy.net.au/lesson/inverse-kinematics-for-a-2-joint-robot-arm-using-geometry/
继续访问
三爪机械爪的测试
▲ 三爪机械手抓取烧杯实验 一些其他相关产品的连接：（来自于白超发送的信息） SEED机械臂电动夹爪
继续访问
二关节机械臂matlab控制,二连杆机械臂阻抗控制模拟（一）
在学习机器人动力学相关内容时看到MATLAB论坛上一个有意思的仿真项目Impedance Control for a 2-Link Robot Arm - User-interactive，一个用MATLAB实现的平面二连杆机械臂阻抗控制仿真。用户可以点击并拖拽鼠标来实时改变机械臂的目标位置，在控制力矩作用下机械臂会跟随目标点运动。按空格键可以切换控制模式，此时拖拽鼠标用来给末端施加一个扰动力，由...
继续访问
ROS控制实体UR5e机械臂运动【5】
在前面的几篇文章中已经介绍了如何建立机械臂模型，如何进行机械臂在ROS里面仿真运动。本篇文章主要对实体机械臂进行运动控制。
继续访问
对六自由度机械臂的运动控制及python实现（附源码）
经过一周的研究，对六自由度机械臂运动进行了研究，利用高中几何知识进行了运动控制策略的设计，无偿贡献出源码，可以为入门的小伙伴提供一定的借鉴。 1、机械臂物理参数的介绍 买了一个大象机械臂mycobot，作为研究对象，如果是其它机械臂，可以根据机械臂参数对代码进行修改。机械臂参数如下图所示： 1.1 部件与尺寸 机械臂如下部件组成，描述如下表： 序号 名称 描述 在py...
继续访问
myCobot pro 机械臂（3）简单指令控制机械臂运动（+指令解析）（开发环境：w10 / python）
考试之间还是忍不住想要玩一玩这些东西，太吸引我了！ 一、简单指令控制机械臂运动 一直想要通过指令来控制机械臂的运动，为下一步的视觉伺服到指定的位置做铺垫，所以就简单的写了一个程序来验证一下想法，效果挺好！ 代码如下： from pymycobot.mycobot import MyCobot import os import time mc = MyCobot('COM4', 115200) print("当前的位置关系如下：") angle_datas = mc.get_angles()
继续访问
最新发布 机械爪结构设计
近年来，智能化机械装备逐渐走进人们的生产实践中，大大的提高了加工生产的效率，减轻了工人的劳动强度。其中，机械爪能够模仿人手的动作，按照预定程序实现货物抓取、搬运等 *** 作，在自动化生产线中具有广泛地应用，现给出初步设计方案，供大家参考。
继续访问
话题控制robotiq机械爪
话题控制robotiq机械爪 在机械臂进行自主抓取时，需要机械臂到达目标位置时，机械爪能够自动执行动作。因此需要在逻辑中加入话题控制机械爪。 机械爪控制话题 在运行了机械爪的控制话题之后，我们使用rostopic list来寻找控制机械爪的话题： Robotiq2FGripperRobotOutput 同时，我们在robotiq_2f_gripper_control中查看msg消息类型： uint8 rACT uint8 rGTO uint8 rATR uint8 rPR uint8 rSP u
继续访问
舵机控制的机械爪
■ 背景 先驱威锋白超发送过来机械爪购买样品连接 机械爪子汇总机器人机械手臂配件大扭力舵机控制驱动板diy夹持器 。利用其中一种完成 双轴机械臂前端抓持机械结构。 ▲ 由舵机控制的各种机械爪 手边有一个从白超订购过来的平行机械爪，其中舵机来自于 海灵智电 提供的20公斤-厘米的舵机。 ▲ 平行机械爪控制平行机械爪的舵机 下面对于这款机械爪的安装和控制进行初步测试。 01舵机控制信号模块 实验电路使用在 使用STC8H1K的高级PWM的正交编码器计数方式 中的基于STC8H1K
继续访问
ROS机械臂控制框架图
机械臂运动控制——三维空间刚体运动描述
一、旋转矩阵 在机器人运动的过程当中，我们通常会设定一个惯性坐标系（或者叫世界坐标系），姑且认为这个坐标系是固定不动的。例如：,,是固定不动的世界坐标系，,,是机器人坐标系。存在一个向量，在世界坐标系下的坐标是，在移动机器人坐标系下的坐标是，通常情况下，我们通过传感器已知移动机器人坐标系统下的坐标，来求在世界坐标系下的坐标 为了求，我们必须知道机器人坐标系,,相对与世界...
继续访问
两关节机械臂的独立PD控制
两关节机械臂的独立PD控制，控制算法和机械臂模型均采用s_function函数编写。 (2012-09-19, matlab, 4KB, 7次).zip
机械爪的带有压力反馈的控制实验
■ 实验背景说明 在 两轴机械臂+机械爪整体控制板设计与机械爪控制调试 中的机械臂安装有 舵机控制的机械爪 。在机械爪上安装有 FSR压力传感器 来感应机械爪在抓取试剂瓶时的压力。在 两轴机械臂+机械爪整体控制板设计与机械爪控制调试 中已经获取了 机械爪距离 与FSR压力之间的曲线关系。下面给出了其中一张典型的曲线关系图。 ▲ 设置舵机的指令与读取FSR的AD值 可以看到通过FSR的反馈信号在一定程度上可以反映出机械爪对于夹持物品的压力。但由于机械爪（塑料制件）中存在着较大的摩擦和装配间隙，
继续访问
python机器人编程——四轴UARM机械臂的运动控制（逆解）原理及python实现（上）
本篇是python——VREP数字孪生四轴机械臂联合仿真的姊妹篇，主要对uarm机械臂的结构及运动控制进行了解析，并提供推导过程，最后用python进行编程实现，为uarm的联合仿真提供核心算法。
继续访问
机器手臂（2）：机械手臂关节研究
本文的原文连接是: http://blog.csdn.net/freewebsys/article/details/50340883 未经博主允许不得转载。 博主地址是：http://blog.csdn.net/freewebsys 1，设计手臂 第一个版本机械手臂： arm_base手臂底座 arm_1 关节1 h...
继续访问
热门推荐 【机械臂】机械臂快速入门
1.处理器 （确定每个关节应该动多少，多远）==>控制器（发信号使得驱动器到某个关节的指定角度） 2.六自由度解释 除了空间内的三个坐标数据（确定位置xyz），还需要确定所选点的姿态，所以需要六个自由度才能达到空间的任意位置，例如五自由度，能绕三个轴转动但只能沿着xy轴平移，5自由度可以指定姿态但只能沿着xy轴，不能沿着z轴给部件定位。而7自由度系统无唯一解 3....
继续访问
数据库课程设计
欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出
微信扫一扫
支付宝扫一扫
评论列表（0条）