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1、动，使之按照人的意愿“工作”。.预期的功能.实时显示各个关节角，并且可以防止各个关节的运动角度超出预定的关节角范围内.实现直流电机的伺服控制.实现电机的自锁.实现示教编程及在线修改程序.可以设置参考点，使机器人在空间有个固定的参考位置，可以回参考点。.实现方法以模块化程序设计思想为指导，以预期要实现的功能作为各个模块，设计控制软件。从图.可以看出，工控机通过数。
2、>停止，其中电机的运行速度靠输入的电压值调节另外个函数是用来实现电机的位置伺服控制，在预定的关节角范围内，电机可以运行到任何输入的位置停止。电机的自锁前面在.节中讲到该机器人关节上未装制动器，所以必须通过软件程序实现关节的自锁，尤其是肩关节和肘关节的自锁。解决思路大臂和小臂在电机运转时不会由于重力而掉落，在电机停止的时候却会下落，因为电机旦停止，就失去了驱动力矩。
3、下面是本文的设计过程。程序设计方法在调用在或函数时，先给电机个电压，使电机失去驱动力矩，同时调用函数获得此刻的关节位置，然后延时段时间比如.，再给电机个小电压，形成个小的制动力矩，通过采样此刻位置看其是否能使关节制动如果不能，则使该电压值按照定的步长线性增加，以增大制动力矩这通过个循环实现，如果采样位置不再减小，则表示大臂或小臂已停止下落，可跳出循环。下图为程。
4、在函数中表示，将换算出的角度与该关节预设的运动范围作比较，看其是否在此区间内，否则弹出警告对话框，并且自动停止该关节的运动。直流电机的伺服控制对于大功率的直流电机，般采用控制来调节运行速度，这样可以提高电路及电机的运行效率，而本文中的电机功率并不是很大，为方便期间，采用了线性控制方法来调速。以关节为例，与该模块相关的函数有，它们分别表示用来控制电机的正转反转和。
5、择循环中的延时时间和循环次数。选择结果.,.,.所以最终制动时间为总结对于方法二，其控制框图如图.所示图.示教编程及在线修改程序设计方法当机器人停止在个位置时，可以记录下在该位置所对应的组关节角，这组关节角用个结构体存储记录的位置同时显示在列表框中，记录位置不超过个。为了便于对这些位置作修改，本文采用链表来动态存储这些结构体。当记录结束以后，就可以运行刚才记录。
6、据采集控制。编程的任务其实就是用计算机控制数据采集卡使之发出或获取系列数字量模拟量。研华公司的数据采集卡驱动程序中，附带许多与板卡相关的函数和数据结构以供使用，极大的方便了程序编写。本文采用了作为编程工具。实时显示各个关节角及运动范围控制在函数中，设置定时器，然后在函数中，通过调用，采样电位器输出电压，通过前面的电位器标定函数，换算出各个关节的角度，并显示出来。
7、范围内，电位计的输出电压和关节角是对应的，存在着定的函数关系。从理论上来讲，电位器应该是线性的测量元件，但由于电位器的滑动噪声以及滑线电阻的工作过程中的磨损，这种函数关系并非理想的线性关系，而是存在定的偏移。电位器的标定就是根据在各个角度处测量的电压值，拟合出条直线，近似替代真实的函数关系。下面即是对各个关节的进行电位计标定。电位器的标定，如图.所示图.电位器。
8、因此若想让大臂和小臂停止在预定位置，应该在此位置给关节电机施加个电压，让它担负起大臂或小臂，而不让其由于重力而下落。但是，在不同的位置，重力对大臂或小臂的力矩不同，应提供给电机的电压也不同，如何选取电机的电压呢提供给电机的电压小了，不足以抵抗重力的力矩提供给电机的电压大了，会使电机转动，使大臂或小臂上升所以，最好能通过程序来自适应选择这个制动电压，方法有多种，。
9、的真实性具有重大的影响而伺服放大器是在范围内工作的，电压只要在此范围内即可。本文采用型双路稳压稳流电源，可以提供电压输出和电流输出。这里设定两路电压输出.供给伺服放大器运行，.保证电位计的正常工作。第章控制系统软件以上完成了机器人的本体设计和控制系统硬件的搭建，下面将通过设计控制软件，使计算机通过数据采集卡有条不紊地向外部发送指挥信号，最终驱动机器人各个关节的。
10、时间长，很容易使制动电压的线性增长时，超过平衡重力所需要的电压，从而导致反弹现象的发生，其实质是由于电压的超调造成的。此后，针对这种反弹现象对程序作过多次修改，结果都不太理想，所以就尝试换种方法。程序设计方法二方法二采用传统的控制，电压超调后还可以减小，可以避免反弹现象的发生。下图为程序流程图方法二验证由于方法二采用控制，需要选择合适的比例积分微分系数另外还要。
11、关节角与电位计的函数关系电位器的标定图.如图.所示关节角与电位计的函数关系电位器的标定图.如图.所示关节角与电位计的函数关系电位器的标定图.如图.所示关节角与电位计的函数关系电位器的标定图.如图.所示电机与电位计的函数关系注以上标定工作都是在.的电压下测量的电源电位器和伺服放大器都需要定的电压，特别是电位计是在.的条件下工作的，稳定的电压对于保证电位计反馈信号。
12、流程图方法验证用方法编写的程序，调用或函数后，对于正在上升的臂可以实现很好的制动，而对于下降的臂则不可靠，有时候下降的臂停止下落后会反弹又向上运动。定性分析其原因是由于上升的臂在电机失去驱动力矩后，在重力作用下会慢慢下落，下落初速度为，静止后的速度变化不大，制动时间短，容易制动而下降的臂失去驱动力矩后，在重力作用下仍以原来的速度下落，静止后的速度变化较大，制动。
参考资料：
（独家原创）四自由度的工业机器人机械手设计（全套CAD图纸）
