产品
造了一台 钢 铁 侠 的 机 械 臂
使用到的软件：
Altium Designer、Fusion360、CLion、RoboDK、XMind
开源资料网址：
1.架构设计图02:13
2.机械结构设计02:23
3.结构设计03:38
4.电路设计04:45
5.总结方案06:13
6.组装环节06:25
7.最终效果07:11
8.软件设计07:49
9.演示环节08:32
10.各种功能开启方式10:14
11.同步现实11:36
1.架构设计图02:13
2.机械结构设计02:23
需要解决的问题：精度问题、性能问题
机器人硬件设计核心三大件：电机、减速器、驱动器
机械臂采用的电机：步行电机02:51
优点：精度最高；
缺點：高转速下力矩比较小（为此配备了减速器）；
机械臂采用的减速器：谐波减速器03:11
减速器目的：降低输出的转速，成倍增加输出力矩
优点：零背隙、高减速比、超小体积
机械臂采用的驱动器：步行电机的一体闭环驱动03:29
目的：保证了驱动精度和体积的最小化
3.结构设计03:38
机身核心部件：6个步行电机和6个谐波减速器
机身主体材料：铝CNC加工
机身装饰材料：3D打印制作
控制电路：集成在本体上
机械臂配色：红色
4.电路设计04:45
涉及模块：电源模块、电机驱动、计算模块、通信系统
搭载交互硬件：WiFi、蓝牙、2.4G05:04
电路：主控制器和电机伺服驱动器
电机伺服驱动器设计方式：电机一体式驱动05:10
功能：支持CAN总线和功率机联
方案：FOC加斩波恒流
优点：添加了高精度的磁编码进行闭环控制，不存在传统步进电机丢步的 风险，最高转速和效率优于3D打印机的驱动器
主控制器设计：基于Cortex-M4内核的MCU，采用冗余设计
M4内核优点：自带FPU和DSP
方案：主控制器REF和板载了ESP32协处理器
优点：作为STM32的安区备份，可以提供WiFi、蓝牙等无线能力
5.总结方案06:13
为了解决精度和性能问题设计的方案：
1.使用进步电机加一体闭环驱动；
2.使用0背隙的谐波减速器；
3.在后续的算法实践中进行高精度补偿；
6.组装环节06:25
7.最终效果07:11
精度测试
8.软件设计07:49
最核心的软件内容：运动学正逆解算法，动力学模型的实现
运动学正逆解算法的作用：机械臂每个关节的角度和最终末端的位置之间正逆解求解关系的
动力学模型的实现的作用：实现碰撞检测和柔性控制，力学反馈等
软件部分还包含08:26：命令行和图形化的上位机，手机端APP以及无线示教器固件
9.演示环节08:32
交互方式：
1.串口交互08:48，（可以通过串口命令实现关节坐标系、世界坐标系、工具坐标系）；
2.命令行09:04
3.图形化上位机09:22
双向交互
4.手动协作示教09:50
只需要手动教一遍流程，器械臂可以自动学习重复
10.各种功能开启方式10:14
开启方式：
1.动力学模型，进行自动检测；
2.示教器开启，无线智能小终端；
3.AR技术；
4.同步现实；
无线智能小终端
优点：
1.可以通过低功耗蓝牙和机械臂实现无感连接；
2.可以显示机械臂的各种状态信息；
3.各种功能的切换；
11.同步现实11:36
设计方案：双目相机、AHRS系统、AI算力平台、力传感和力反馈装置、通信模组
设计原理：由双目相机进行目标识别和跟踪定位，获取到准确的手部位置和旋转姿态，同时AHRS系统进行姿态解算来实现
计算平台：华为昇腾的Atlas边缘计算平台
不同功能12:26：
1.安装激光器进行三维雕刻；
2.安装画笔进行书画；
3.安装小型的主轴作为6轴雕刻机；
4.安装夹爪完成各种操作（具有力反馈）；
手持控制器12:58
功能：AHRS装置、末端有红外LED（用于双目相机辅助识别）
优点：
1.可以把动作实时同步到机械臂；
2.在控制器可以实时感受到机械臂抓取物体的质感；
155-2731-8020
