?需要機械臂相關資源的同學可以在我的CSDN主頁中找到哦指南目錄機械臂速成小指南零點五機械臂相關資源機械臂速成小指南零指南主要內容及分析方法機械臂速成小指南一機械臂發展概況機械臂速成小指南二機械臂的應用機械臂速成小指南三機械臂的機械結構機械臂速成小指南四機械臂關鍵部件之減速機機械臂速成小指南五末端執行器機械臂速成小指南六步進電機驅動器機械臂速成小指南七機械臂位姿的描述方法機械臂速成小指南八運動學建模標準DH法機械臂速成小指南九正運動學分析機械臂速成小指南十可達工作空間機械臂速成小指南十一坐標系的標準命名機械臂速成小指南十二逆運動學分析機械臂速成小指南十三軌跡規劃概述機械臂速成小指南十四多項式插值軌跡規劃機械臂速成小指南十五線性規劃機械臂速成小指南十六帶拋物線過渡的線性規劃機械臂速成小指南十七直線規劃機械臂速成小指南十八圓弧規劃機械臂速成小指南十九機械臂的電路板抓取實驗以下為正文六自由度機械臂上位機python代碼帶詳細注釋含正逆運動學及軌跡規劃等https://download.csdn.net/download/m0_53966219/87521956?spm1001.2014.3001.5503六自由度機械臂下位機代碼及pcb設計https://download.csdn.net/download/m0_53966219/88480657?spm1001.2014.3001.5503至今機械臂已發展了近七十年歲月從粗糙的工業生產用具變為多學科交叉融合的工業藝術進入社會的各個角落。下面我們簡要地回顧一下機械臂的發展歷程。注本文里機械臂機器人1947年世界首臺遙操作機械手誕生美國阿貢國家實驗室基于軍事、核工業的發展需要研發了遙操作機械手。1948年世界首臺機械式主從機械手誕生同樣由美國阿貢國家實驗室研制。1954年世界首臺工業機械臂Unimate誕生1954年美國發明家喬治·德沃爾(George Devol)獲得了機械臂的專利(1961年批準)而約瑟夫·恩格爾伯格被稱為機器人之父二人共同研發了世上第一臺工業機械臂Unimate意為“萬能自動”。1959年機械臂第一次被應用于生產線上考慮到他將面臨來自制造商的艱苦斗爭并受到阿西莫夫的“機器人三定律”(與希波克拉底誓言相似的“首先不傷害”哲學)的激勵恩格爾伯格專注于讓機器人從事對人類有害的任務。他的策略奏效了1959年重達2700磅的Unimate #001原型車在新澤西州特倫頓的通用汽車壓鑄廠首次被安裝在裝配線上。1961年UNIMATE 1900系列成為第一個大批量生產的工廠自動化機械臂到1961年Unimate 1900系列成為第一個大批量生產的工廠自動化機械臂。在很短的時間內大約450個Unimate機械臂被用于壓鑄。Unimate機器人成本耗資65000美元但unimation公司售價僅為18000美元。下圖為YAMAHA川崎重工獲得許可后在亞洲制造和銷售的Unimate機械臂。1962年世界第一臺圓柱坐標機械臂誕生1962年美國機械與鑄造公司American Machine and FoundryAMF生產出“VERST- RAN”(意為萬能搬運),與Unimation公司生產的Unimate成為真正商業化的工業機器人并出口到世界各國掀起了全世界對機器人研究的熱潮。同年AMF制造的6臺Verstran機器人應用于美國坎頓Canton的福特汽車生產廠。1969年首臺點焊機械臂投入使用首臺商業化應用的噴漆機器人誕生斯坦福機械臂Stanford Arm誕生1969年通用汽車公司在其洛茲敦Lordstown裝配廠安裝了首臺點焊機器人Unimation。Unimation機器人大大提高了生產率90以上的車身焊接作業可通過機器人來自動完成。只有20%40%的傳統生產廠的焊接工作由人工完成。1969年挪威Trallfa公司提供了第一個商業化應用的噴漆機器人。在1967年挪威勞動力短缺期間曾使用機器人來噴涂獨輪手推車wheelbarrows第一款商用噴漆機器人就由此發展而來。1969年Victor Scheinman發明了斯坦福機械臂——這條機器人手臂被認為是最早利用計算機控制的機器人之一。如同利用磁鼓操作的尤曼特一樣斯坦福機械臂同樣代表著巨大的突破。其包含六個關節點且由斯坦福大學人工智能實驗室獨立完成。盡管主要用于教育目的但這條手臂的出現標志著計算機控制型工業機器人領域已經出現重大突破。1970年國際機器人研討會成立1970年在美國芝加哥舉行第一屆美國工業機器人研討會。一年以后該研討會升級為國際工業機器人研討會International Symposium on Industrial RobotsISIR。1997年該研討會更名為國際機器人研討會International Symposium on RoboticsISR其中包括服務機器人的技術。至今該會議已舉辦了40余屆下圖為研討會的logo。1971年世界首個國家機器人協會成立1971年工業機器人懇談會JIRA在日本成立這是世界上第一個國家機器人協會。1994年改為現名日本機器人協會Japanese Robot AssociationJARA。下圖為協會標志。1972年世界第一條點焊機器人生產線落成1972年意大利的菲亞特汽車公司FIAT和日本日產汽車公司Nissan安裝運行了點焊機器人生產線。1973年世界首臺機電驅動六軸機械臂誕生世界首臺安裝有動態視覺的工業機器人誕生全世界在運行中的工業機器人數量達到3000臺。1973年第一臺機電驅動的6軸機械臂FAMULUS誕生。德國KUKA公司將其使用的Unimate機器人研發改造成其第一臺產業機器人這是世界上第一臺機電驅動的6軸機器人也是1898誕生的老牌公司庫卡進軍工業機器人領域的開端。同年日本日立公司Hitachi開發出為混凝土樁行業使用的自動螺栓連接機器人。這是第一臺安裝有動態視覺傳感器的工業機器人。它在移動的同時能夠認識澆鑄模具上螺栓的位置并且和澆鑄模具的移動同步完成螺栓擰緊和擰松工作。1974年世界首臺弧焊機器人投入運行世界首臺小型計算機控制的工業機器人誕生世界首臺全電力驅動、微處理器控制的工業機器人誕生1974年第一臺弧焊機器人在日本投入運行。川崎重工將用于制造川崎摩托車框架的Unimate點焊機器人改造成弧焊機器人。1974年美國Cincinnati Milacron公司的Richard Hohn開發出第一臺由小型計算機控制的工業機器人命名為T3即“The Tomorrow Tool”。1974年瑞典通用電機公司ASEAABB公司的前身開發出世界上第一臺全電力驅動、由微處理器控制的工業機器人IRB 6。1975年意大利的Olivetti公司開發出直角坐標機器人 SIGMA該機器人是裝配應用中最早使用的機器人之一Olivetti SIGMA機器人在意大利用兩只手進行組裝操作。1977年首屆恩格柏格機器人獎頒布恩格柏格機器人獎每年由機器人工業協會Robotic Industries AssociationRIA授予給世界各地在機器人領域作出杰出貢獻的個人被稱為“機器人界諾貝爾獎”。首屆獎項得主為日本的Hasegawa Yukio教授獲得。恩格爾伯格獎分為領導獎、應用獎、技術獎、教育獎四類。其中The Leadership Award領導獎每年頒發其他類別則從2008年開始由全部頒發變更為每年輪流頒發。1978年通用工業機器人PUMA誕生SCARA機器人誕生標志工業機器人技術走向成熟1978年美國Unimation公司推出通用工業機器人Programmable Universal Machine for Asse-mblyPUMA應用于通用汽車裝配線這標志著工業機器人技術已經完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。1978年日本山梨大學University of Yamanashi的牧野洋Hiroshi Makino發明了選擇順應性裝配機器手臂Selective Compliance Assembly Robot ArmSCARA。這是世界第一臺SCARA工業機器人。1979年世界首臺電機驅動的工業機器人誕生1979年日本Nachi不二越株式會社研制出世界第一臺電機驅動的機器人。這臺電機驅動的點焊機器人開創了電力驅動機器人的新紀元從此告別液壓驅動機器人時代。1981年世界首臺直接驅動機械臂誕生 加拿大臂1號CanadArm1完成在軌測試1981年卡內基梅隆大學的Takeo Kanade與Haruhiko Asada設計開發出世界上首個直接驅動機器人手臂Direct Drive Robotic Arms。直接驅動機器人手臂在當時是設計最好的機械臂因為它免去了電機和負荷之間的傳輸機械機構因而不會出現由于使用減速器和鉸鏈而產生的不平滑運動機械手臂可以自由、平穩地移動滿足機器人完成高速精密的動作。直驅關節結構圖如下圖所示。1981年,美國宇航局將世界上第一款大型空間遙控機械臂 CanadArm1(加拿大臂1號)搭載在哥倫比亞號航天飛機(STS-2)上進行了在軌測試。該機械臂由加拿大國家研究委員會(Canadiar National Research Council)歷時六年組織研制安裝在航天飛機貨艙的一側主要用在航天飛機上進行展開、操縱和捕獲物品等作業。1982年Stanford/JPL多指靈巧手誕生Stanford/JPL靈巧手有 3根手指,共有 9個自由度采用健驅動方式每根手指使用n1腱(n 個關傳動設計。Stanford/JPL 手集成了位置傳感器和基于應變片的指尖力 / 觸覺傳感器,將位置和力信息反饋引人了靈巧手控制策略并進行了力控制和剛度控制的抓取操作實驗以及力和被抓取物體形狀的感知實驗。Stanford/JPL手的驅動控制器及主控制器均放置于靈巧手外部采用集中控制的方式進行抓取操作控制。1985年世界首款Z型機械臂誕生1985年KUKA開發出一款新的Z形機器人手臂它的設計摒棄了傳統的平行四邊形造型。該Z形機器人手臂可實現3個平移運動和3個旋轉運動共6個自由度的運動維度大大節省制造工廠的場地空間。1987年國際機器人聯合會成立1987年國際機器人聯合會International Federation of RoboticsIFR成立。在1987年舉辦的第17屆國際工業機器人研討會上來自15個國家的機器人組織成立了國際機器人聯合會。1992年世界首臺DELTA機器人投入使用1992年瑞士的Demaurex公司出售其第一臺應用于包裝領域的Delta robot是一個并聯機械臂由洛桑聯邦理工學院洛桑聯邦理工大學Federal Institute of Technology of LausanneEPFL的Reymond Clavel教授發明。1996年首臺基于個人計算機的機器人控制系統誕生1996年KUKA開發出首臺基于個人計算機的機器人控制系統。計算機技術的加入讓機器人能夠完成更多精密且快速的計算。機器人整體向著多傳感器、智能控制的方向發展。1998年世界首個弧形軌道運行機器人系統誕生1998年瑞士Güdel公司開發出“roboLoop”系統這是當時世界上唯一的弧形軌道龍門吊和傳輸系統。RoboLoop概念使一個或多個搬運機器人能夠在一個封閉的系統內沿著弧形軌道循環操作從而為工廠自動化創造了可能。1999年機械臂首次引入集成激光束指導系統1999年德國Reis機器人公司在機器人手臂內引入集成激光束指導系統。徠斯Reis機器人公司在機器人手臂內安裝獲得專利的集成激光束指導系統并開發出RV6L-CO2激光機器人原型。該技術取代了需要外部的光束引導裝置從而使機器人能夠使用激光在高動態工況下沒有碰撞地完成操作。2003年世界首臺娛樂機械臂誕生2003年德國庫卡公司KUKA開發出第一臺娛樂機械臂Robocoaster。至今KUKA仍提供娛樂用機械臂出售及租賃服務。2006年世界首款機械臂無線示教器誕生2006年意大利柯馬公司Comau推出了第一款無線示教器Wireless Teach PendantWiTP。WiTP是在工業機器人無線技術的第一大應用。柯馬的無線示教器中的所有傳統數據交互和機器人編程能由線纜連接到控制柜無限制地執行同時保證絕對安全。 機械臂速成小指南（一）：機械臂發展概況
?需要機械臂相關資源的同學可以在我的CSDN主頁中找到哦指南目錄機械臂速成小指南零點五機械臂相關資源機械臂速成小指南零指南主要內容及分析方法機械臂速成小指南一機械臂發展概況機械臂速成小指南二機械臂的應用機械臂速成小指南三機械臂的機械結構機械臂速成小指南四機械臂關鍵部件之減速機機械臂速成小指南五末端執行器機械臂速成小指南六步進電機驅動器機械臂速成小指南七機械臂位姿的描述方法機械臂速成小指南八運動學建模標準DH法機械臂速成小指南九正運動學分析機械臂速成小指南十可達工作空間機械臂速成小指南十一坐標系的標準命名機械臂速成小指南十二逆運動學分析機械臂速成小指南十三軌跡規劃概述機械臂速成小指南十四多項式插值軌跡規劃機械臂速成小指南十五線性規劃機械臂速成小指南十六帶拋物線過渡的線性規劃機械臂速成小指南十七直線規劃機械臂速成小指南十八圓弧規劃機械臂速成小指南十九機械臂的電路板抓取實驗以下為正文六自由度機械臂上位機python代碼帶詳細注釋含正逆運動學及軌跡規劃等https://download.csdn.net/download/m0_53966219/87521956?spm1001.2014.3001.5503六自由度機械臂下位機代碼及pcb設計https://download.csdn.net/download/m0_53966219/88480657?spm1001.2014.3001.5503至今機械臂已發展了近七十年歲月從粗糙的工業生產用具變為多學科交叉融合的工業藝術進入社會的各個角落。下面我們簡要地回顧一下機械臂的發展歷程。注本文里機械臂機器人1947年世界首臺遙操作機械手誕生美國阿貢國家實驗室基于軍事、核工業的發展需要研發了遙操作機械手。1948年世界首臺機械式主從機械手誕生同樣由美國阿貢國家實驗室研制。1954年世界首臺工業機械臂Unimate誕生1954年美國發明家喬治·德沃爾(George Devol)獲得了機械臂的專利(1961年批準)而約瑟夫·恩格爾伯格被稱為機器人之父二人共同研發了世上第一臺工業機械臂Unimate意為“萬能自動”。1959年機械臂第一次被應用于生產線上考慮到他將面臨來自制造商的艱苦斗爭并受到阿西莫夫的“機器人三定律”(與希波克拉底誓言相似的“首先不傷害”哲學)的激勵恩格爾伯格專注于讓機器人從事對人類有害的任務。他的策略奏效了1959年重達2700磅的Unimate #001原型車在新澤西州特倫頓的通用汽車壓鑄廠首次被安裝在裝配線上。1961年UNIMATE 1900系列成為第一個大批量生產的工廠自動化機械臂到1961年Unimate 1900系列成為第一個大批量生產的工廠自動化機械臂。在很短的時間內大約450個Unimate機械臂被用于壓鑄。Unimate機器人成本耗資65000美元但unimation公司售價僅為18000美元。下圖為YAMAHA川崎重工獲得許可后在亞洲制造和銷售的Unimate機械臂。1962年世界第一臺圓柱坐標機械臂誕生1962年美國機械與鑄造公司American Machine and FoundryAMF生產出“VERST- RAN”(意為萬能搬運),與Unimation公司生產的Unimate成為真正商業化的工業機器人并出口到世界各國掀起了全世界對機器人研究的熱潮。同年AMF制造的6臺Verstran機器人應用于美國坎頓Canton的福特汽車生產廠。1969年首臺點焊機械臂投入使用首臺商業化應用的噴漆機器人誕生斯坦福機械臂Stanford Arm誕生1969年通用汽車公司在其洛茲敦Lordstown裝配廠安裝了首臺點焊機器人Unimation。Unimation機器人大大提高了生產率90以上的車身焊接作業可通過機器人來自動完成。只有20%40%的傳統生產廠的焊接工作由人工完成。1969年挪威Trallfa公司提供了第一個商業化應用的噴漆機器人。在1967年挪威勞動力短缺期間曾使用機器人來噴涂獨輪手推車wheelbarrows第一款商用噴漆機器人就由此發展而來。1969年Victor Scheinman發明了斯坦福機械臂——這條機器人手臂被認為是最早利用計算機控制的機器人之一。如同利用磁鼓操作的尤曼特一樣斯坦福機械臂同樣代表著巨大的突破。其包含六個關節點且由斯坦福大學人工智能實驗室獨立完成。盡管主要用于教育目的但這條手臂的出現標志著計算機控制型工業機器人領域已經出現重大突破。1970年國際機器人研討會成立1970年在美國芝加哥舉行第一屆美國工業機器人研討會。一年以后該研討會升級為國際工業機器人研討會International Symposium on Industrial RobotsISIR。1997年該研討會更名為國際機器人研討會International Symposium on RoboticsISR其中包括服務機器人的技術。至今該會議已舉辦了40余屆下圖為研討會的logo。1971年世界首個國家機器人協會成立1971年工業機器人懇談會JIRA在日本成立這是世界上第一個國家機器人協會。1994年改為現名日本機器人協會Japanese Robot AssociationJARA。下圖為協會標志。1972年世界第一條點焊機器人生產線落成1972年意大利的菲亞特汽車公司FIAT和日本日產汽車公司Nissan安裝運行了點焊機器人生產線。1973年世界首臺機電驅動六軸機械臂誕生世界首臺安裝有動態視覺的工業機器人誕生全世界在運行中的工業機器人數量達到3000臺。1973年第一臺機電驅動的6軸機械臂FAMULUS誕生。德國KUKA公司將其使用的Unimate機器人研發改造成其第一臺產業機器人這是世界上第一臺機電驅動的6軸機器人也是1898誕生的老牌公司庫卡進軍工業機器人領域的開端。同年日本日立公司Hitachi開發出為混凝土樁行業使用的自動螺栓連接機器人。這是第一臺安裝有動態視覺傳感器的工業機器人。它在移動的同時能夠認識澆鑄模具上螺栓的位置并且和澆鑄模具的移動同步完成螺栓擰緊和擰松工作。1974年世界首臺弧焊機器人投入運行世界首臺小型計算機控制的工業機器人誕生世界首臺全電力驅動、微處理器控制的工業機器人誕生1974年第一臺弧焊機器人在日本投入運行。川崎重工將用于制造川崎摩托車框架的Unimate點焊機器人改造成弧焊機器人。1974年美國Cincinnati Milacron公司的Richard Hohn開發出第一臺由小型計算機控制的工業機器人命名為T3即“The Tomorrow Tool”。1974年瑞典通用電機公司ASEAABB公司的前身開發出世界上第一臺全電力驅動、由微處理器控制的工業機器人IRB 6。1975年意大利的Olivetti公司開發出直角坐標機器人 SIGMA該機器人是裝配應用中最早使用的機器人之一Olivetti SIGMA機器人在意大利用兩只手進行組裝操作。1977年首屆恩格柏格機器人獎頒布恩格柏格機器人獎每年由機器人工業協會Robotic Industries AssociationRIA授予給世界各地在機器人領域作出杰出貢獻的個人被稱為“機器人界諾貝爾獎”。首屆獎項得主為日本的Hasegawa Yukio教授獲得。恩格爾伯格獎分為領導獎、應用獎、技術獎、教育獎四類。其中The Leadership Award領導獎每年頒發其他類別則從2008年開始由全部頒發變更為每年輪流頒發。1978年通用工業機器人PUMA誕生SCARA機器人誕生標志工業機器人技術走向成熟1978年美國Unimation公司推出通用工業機器人Programmable Universal Machine for Asse-mblyPUMA應用于通用汽車裝配線這標志著工業機器人技術已經完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。1978年日本山梨大學University of Yamanashi的牧野洋Hiroshi Makino發明了選擇順應性裝配機器手臂Selective Compliance Assembly Robot ArmSCARA。這是世界第一臺SCARA工業機器人。1979年世界首臺電機驅動的工業機器人誕生1979年日本Nachi不二越株式會社研制出世界第一臺電機驅動的機器人。這臺電機驅動的點焊機器人開創了電力驅動機器人的新紀元從此告別液壓驅動機器人時代。1981年世界首臺直接驅動機械臂誕生 加拿大臂1號CanadArm1完成在軌測試1981年卡內基梅隆大學的Takeo Kanade與Haruhiko Asada設計開發出世界上首個直接驅動機器人手臂Direct Drive Robotic Arms。直接驅動機器人手臂在當時是設計最好的機械臂因為它免去了電機和負荷之間的傳輸機械機構因而不會出現由于使用減速器和鉸鏈而產生的不平滑運動機械手臂可以自由、平穩地移動滿足機器人完成高速精密的動作。直驅關節結構圖如下圖所示。1981年,美國宇航局將世界上第一款大型空間遙控機械臂 CanadArm1(加拿大臂1號)搭載在哥倫比亞號航天飛機(STS-2)上進行了在軌測試。該機械臂由加拿大國家研究委員會(Canadiar National Research Council)歷時六年組織研制安裝在航天飛機貨艙的一側主要用在航天飛機上進行展開、操縱和捕獲物品等作業。1982年Stanford/JPL多指靈巧手誕生Stanford/JPL靈巧手有 3根手指,共有 9個自由度采用健驅動方式每根手指使用n1腱(n 個關傳動設計。Stanford/JPL 手集成了位置傳感器和基于應變片的指尖力 / 觸覺傳感器,將位置和力信息反饋引人了靈巧手控制策略并進行了力控制和剛度控制的抓取操作實驗以及力和被抓取物體形狀的感知實驗。Stanford/JPL手的驅動控制器及主控制器均放置于靈巧手外部采用集中控制的方式進行抓取操作控制。1985年世界首款Z型機械臂誕生1985年KUKA開發出一款新的Z形機器人手臂它的設計摒棄了傳統的平行四邊形造型。該Z形機器人手臂可實現3個平移運動和3個旋轉運動共6個自由度的運動維度大大節省制造工廠的場地空間。1987年國際機器人聯合會成立1987年國際機器人聯合會International Federation of RoboticsIFR成立。在1987年舉辦的第17屆國際工業機器人研討會上來自15個國家的機器人組織成立了國際機器人聯合會。1992年世界首臺DELTA機器人投入使用1992年瑞士的Demaurex公司出售其第一臺應用于包裝領域的Delta robot是一個并聯機械臂由洛桑聯邦理工學院洛桑聯邦理工大學Federal Institute of Technology of LausanneEPFL的Reymond Clavel教授發明。1996年首臺基于個人計算機的機器人控制系統誕生1996年KUKA開發出首臺基于個人計算機的機器人控制系統。計算機技術的加入讓機器人能夠完成更多精密且快速的計算。機器人整體向著多傳感器、智能控制的方向發展。1998年世界首個弧形軌道運行機器人系統誕生1998年瑞士Güdel公司開發出“roboLoop”系統這是當時世界上唯一的弧形軌道龍門吊和傳輸系統。RoboLoop概念使一個或多個搬運機器人能夠在一個封閉的系統內沿著弧形軌道循環操作從而為工廠自動化創造了可能。1999年機械臂首次引入集成激光束指導系統1999年德國Reis機器人公司在機器人手臂內引入集成激光束指導系統。徠斯Reis機器人公司在機器人手臂內安裝獲得專利的集成激光束指導系統并開發出RV6L-CO2激光機器人原型。該技術取代了需要外部的光束引導裝置從而使機器人能夠使用激光在高動態工況下沒有碰撞地完成操作。2003年世界首臺娛樂機械臂誕生2003年德國庫卡公司KUKA開發出第一臺娛樂機械臂Robocoaster。至今KUKA仍提供娛樂用機械臂出售及租賃服務。2006年世界首款機械臂無線示教器誕生2006年意大利柯馬公司Comau推出了第一款無線示教器Wireless Teach PendantWiTP。WiTP是在工業機器人無線技術的第一大應用。柯馬的無線示教器中的所有傳統數據交互和機器人編程能由線纜連接到控制柜無限制地執行同時保證絕對安全。