唐皓 金亞玲* 沈陽工學院

引言：近幾十年來，國內(nèi)國外的機械臂行業(yè)發(fā)展尤為迅猛，它可以提高流水線產(chǎn)品品質(zhì)，提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。大大改善了人們的勞動條件，對產(chǎn)品的更新?lián)Q代也是起著不可或缺的作用。本文通過一些單片機方面的技術和工具，模擬實現(xiàn)生活中常用機械臂的功能，做出一個簡易機械臂作為學習研究的工具。

1 Arduino開發(fā)板

Arduino開發(fā)板是一類便捷靈活，方便上手的開源電子硬件平臺，包括一系列的硬件和軟件。其原名Arduino是意大利語中男性的常用名，原意是強壯的朋友。而這類硬件產(chǎn)品正如它名字所描述的那樣，十分強壯可靠。適用于工程師行業(yè)進行快速的產(chǎn)品研發(fā)，也為藝術家，設計師等一部分現(xiàn)代創(chuàng)客提供更為便捷的開發(fā)平臺，它被廣大創(chuàng)客所運用，生產(chǎn)了許多新式產(chǎn)品。

2 設計思想

本作品主題思想是設計一款基于Arduino平臺，使用外部控制器控制舵機運行的機械臂。主板方面選擇了Arduino中的uno型號。作為Arduino平臺的經(jīng)典型號，UNO的處理器核心是ATmega328，同時具有14路數(shù)字輸入/輸出口，其中6路可作為PWM輸出，6路模擬輸入，一個16MHz晶體振蕩器，一個USB口，一個電源插座，一個ICSP header和一個復位按鈕。機械臂材質(zhì)采用了PVC材料，在輕便的同時也具有可塑性，可以在專業(yè)門店采購。利用舵機控制臂體，也方便了在后期使用過程中設備維護和更換。

3 主板的選擇

Arduino，作為開源的平臺，其簡易性和可開發(fā)性深受廣大硬件愛好的推崇。個人認為它的優(yōu)點有以下幾個：經(jīng)過封裝的函數(shù)和函數(shù)庫，便于使用。開源的平臺，更容易查找相關資料。使用范圍廣泛，可以和同行業(yè)人士交流學習。

Arduino基本透明掉了硬件部分，因此Arduino板集成了眾多的端口方便使用者進行二次開發(fā)，其擴展口部分如圖1所示。

圖1 主板擴展口示意圖

4 機械臂操作實現(xiàn)

作為機械臂，其設計理念是讓舵機接受搖桿信號進行運作，并根據(jù)信號變化調(diào)整角度。首先，我們需要設定開機時舵機的基礎角度，這樣的設計一則為了檢測開機時舵機的工作性能，二則是直接預設角度，方便操作。在啟動之后，通過搖桿，控制舵機，其大體流程如下圖2所示。

圖2 機械臂的運作大體流程

總結(jié)：Arduino這一平臺則提供了這些條件，幾乎零基礎的硬件條件，容納了那些零經(jīng)驗新人，各種可視化的代碼程序為編寫代碼提供便捷。相信以后Arduino也會迎來許許多多的粉絲。