1、教學機器手臂集成了電氣、計算機、工程力學、機械設計、控制技術、傳感器技術等知識,一直是研究人員進行算法研究、控制系統(tǒng)設計的研究熱點。教學機器手臂的靈活運轉要6個自由度,目前部分高校研制的機器手臂中多為5自由度以下,這些機器手臂結構過于簡單、功能單一并且沒有開放性,大多無法實現仿生等高級功能。
　　本文針對當前教學機器手臂的缺點,秉承開放式設計的思想,即機械結構開放、控制系統(tǒng)開放、軟件開放,提出一種六自由度機器手臂的設計方案。該機器

2、手臂采用全鋁合金材質和獨立的6關節(jié)驅動控制系統(tǒng),通過末端執(zhí)行器的傳感器可實現仿生功能,涉及機械、控制、傳感器和計算等方面的知識教學,且進行算法研究等。
　　本文設計的機器手臂采用直流伺服電機同精密諧波減速器配合驅動關節(jié)運動,具有精度高、控制性能好、結構簡單的特點。機器手末端執(zhí)行器采用步進電機同渦輪蝸桿減速器配合控制,其大堵轉力矩利于抓取物體,通過設定的電阻應變計,可測量抓取力大小,實現仿生功能。同時還對機器手臂設計了必要的保護措施

3、,確保機器手臂工作安全。
　　針對機器手臂運動具有非線性等特點,采用了模糊神經網絡算法,論文闡述了控制算法的實現方法,并通過Matlab進行了仿真,得到了較好的控制性能。同時用VC++編程軟件、OPenGL三維技術等設計了控制軟件,采用簡單明了的自定義語言進行編程輸入,從而實現用戶的不同控制用途。其開放的動態(tài)鏈接庫,方便于采用不同控制算法的二次開發(fā)。最后對設計的機械手臂和控制系統(tǒng)進行了實際操作測試,結果表明,該教學用機器手臂精度完