可編程平面五連桿機械手

王子祺

一天我在網上看到一個“小賤鐘”的視頻，視頻里的機械手能寫出當前時間，但呈現的數字僅是一個可識別的狀態，歪歪扭扭的非常不標準，有沒有辦法改變這一情況？

通過下載資料和結構圖，我發現小賤鐘其實是一個凸五連桿機械手的結構：兩個舵機帶動兩個大臂運動，兩個大臂再帶動兩個小臂，最后控制頂端的機械手做位移動作;加上兩個舵機之間的間距，一共五個連桿。

目前，這種機械手還存在一定缺憾，只限于非實時、基于示教型的模式，只有先通過計算機記錄人工走的軌跡，才能把該軌跡寫出來。我的研究就是想解決這類機械手的實時性與可編程性的問題。

一、制作實物

采用SolidWorks三維實體設計軟件設計平面五連桿機械手的每個零件;將這些零件在Solidworks中組裝，進行虛擬仿真，對模擬過程中出現的問題進行修正與完善。當滿足實驗需求后，將零件圖傳給工廠。最后組裝零件，形成實體結構平臺。

二、優化選擇，采集數據點

記錄各點在X、Y坐標系下的轉角數據。以平臺的左下角為原點，建立平面直角坐標系，在橫坐標上選擇均勻分布的6個坐標點，在縱坐標上選擇同樣的5個坐標點，共30個抽樣測試坐標點;通過編寫測試軟件，使之可通過兩個電位計調整舵機脈沖信號的寬度（500μs至2500μs之間），從而以將近2000級的精度分別控制兩個舵機，還可以把當前值顯示在屏幕上。

利用這一原理，對每個取樣坐標點進行人工定位，并記錄每個坐標點對應的兩個舵機的轉角數值，共得到30對離散的X、Y坐標系上的數據樣本。……