【《挖掘机机械臂实物模型建立分析案例》1000字】

第页共35页挖掘机机械臂实物模型建立分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u19558挖掘机机械臂实物模型建立分析案例 1125441.1舵机角度初始化 1177441.2模型搭建 2155391.3机械臂控制程序编写 324331.3.1串口通信 3231411.3.2控制代码 444191.4工程核算 51.1舵机角度初始化在搭建实物模型并实现模型机械臂控制前，首先需要为四个机械臂关节的舵机规划初始角度。给四个舵机的位号分别命名为base、rArm、fArm和claw。硬件接线方法如图1.1所示，编写的舵机初始化程序如图1.2所示。图1.1舵机初始化接线图1.2舵机初始化程序1.2模型搭建完成舵机初始化操作后，根据图纸搭建实物模型，搭建好的实物模型如图1.3所示。模型采用亚克力板切割件，利用板件预留的孔位，用螺栓进行紧固的模式组装。图1.3机械臂模型搭建模型的过程中用到的螺纹紧固件类型及数目如表1.1所示。搭建好的模型如图1.4所示。表1.1紧固件类型与数目型号规格数目M3螺栓×66M3螺栓×815M3螺栓×103M3螺栓×128M3螺栓×254M3螺母10图1.4实物模型1.3机械臂控制程序编写本小节主要任务是编写机械臂控制程序，通过Arduino与电脑通讯，实现机械臂装置的运动控制。1.3.1串口通信笔记本电脑可以通过USB端口与Arduino的RX引脚和TX引脚实现通信。因此，调用Serial库函数节课实现相关的串口通讯功能。以本程序为例，首先在Setup函数中调用Serial.begin（9600）设置串口波特率为9600，在之后的调试过程中将串口监视器的波特率设置为9600即可实现命令的传输与信息反馈。Serial.println("Welcometouserobotarm.")实现正常通讯时串口监视器显示Welcometouserobotarm.字符串的功能。图1.5串口初始化程序代码1.3.2控制代码在loop函数中，使用if判断语句，其中判断条件为串口是否有数据等待传输。若串口接收缓存非空，则调用Serial.read（）函数，将读取的数据存放在serialCmd字符中，之后系统调用armDataCmd函数。图1.6控制程序调用代码以输入串口命令b90为例，介绍armDataCmd函数执行过程，函数部分代码如图1.7所示。输入的指令b90首先字符b会被读取并存储到serialCmd字符变量中。舵机输出角度90则被Serial.parseInt()函数读取并存储到servoData整型变量中。之后通过switch(serialCmd)语句，根据serialCmd中存储的字符调用case'b'语句，并执行basePos=servoData赋值语句更新base舵机的角度信息。跳出armDataCmd函数后，由于程序开始前已经创建好base,fArm,rArm,claw四个舵机对象，执行base.write(basePos)命令即可将串口监视器中输入的base舵机旋转至90度位置的命令执行。图1.7armDataCmd函数部分代码1.4工程核算挖掘机工作装置机械臂模型主要分为控制系统和机械臂模型两部分，搭建整个实物模型的开销如表1.1所示。序号名称单价/元数量/个总价/元1Arduino单片机12711272亚克力板（含加工费）12911293舵机74284M3螺栓组