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直线关节型机器人.资讯

发布时间:2022年08月04日    点击:[0]人次

直线关节型机器人是一种成本廉价、结构简单的机器人。这类机器人是以X、Y、Z直角坐标系统为基本数学模型,并以伺服电机、步进电机为驱动的单轴机械臂为基本工作单元的机器人系统,能够很容易地确定平面坐标,从而构建出汉字笔画进行书写。坐标机器人采用运动控制系统实现对其驱动及编程控制,直线、曲线等运动轨迹的生成为多点插补方式,操作及编程方式为引导示教编程方式或坐标定位方式。直角坐标型机器人主要通过各坐标参数的控制来实现机械手在平面内轨迹的生成,相当于一个解运动学正解的过程。直线关节型机器人一般有3~5个自由度,这种机器人的机构设计能够很好地满足汉字的书写。汉字的书写是一个平面内笔画的组合过程,直线关节型机器人能够很好地表现汉字各个笔画的位置,并且能够利用最简单的坐标信息完成书写。同时在垂直方向,直线关节型机器人能够控制毛笔下笔的轻重,这样对书写大量汉字具有很好的效果。目前很多研究者都以这种机械手为基础来构建机器人写毛笔字的平台。YongkuiM使用直角坐标型机器人设计了一个3自由度的机器人书写平台,该试验平台通过使用PWM信号控制直角坐标机器人每个轴上伺服电机的转矩、速度和角度来完成机械手的书写动作。这个毛笔字书写机器人平台有3个自由度的伺服系统,分别通过控制X、Y、Z三个轴的运动来控制笔画在平面上的定位,能够基本满足毛笔字书写的控制要求,但是针对毛笔字的书写效果还可以提升。KAWAIK设计了具有5个自由度的机器人书写平台,该平台在现有直线关节型机器人X、Y、Z坐标的基础上,添加了Z旋转和倾斜,可以支持机械手在5个自由度上的变化,能够更加灵活稳定地进行书写。同时,它添加了摄像头,利用计算机视觉的方法对书写笔画进行矫正,使毛笔字书写机器人具有视觉功能,方便该平台通过获取、学习、执行书写或自行设计,来进行汉字的书写。与之类似的还有JOSHH.M.Lam,他以IRAS(intelligentroboticartsystem)为平台,对毛笔的笔尖建立一个几何模型,通过实际书写过程中的实验数据来获取毛笔字迹的几何模型,然后添加8个顶点的笔画分段数据到该模型中,并使用一个末端执笔的五自由度机械手系统来产生毛笔轨迹。日本的桂诚一郎(SEIICHIROK)研究团队[9],推出的一款书法机器人,也是利用直角坐标系机器人在平面轨迹上准确、方便的定位原理,对直角坐标系机器人进行改造,成功地模仿了书法家写的字。

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