文档介绍：1
单片机的机械臂研究
摘要：工业机器人是现代科学技术的融合下的产物，属于机电自动化设备的一种。机械臂作为工业机器人的核心，在提高工业生产效率的同时，也保障了工作人员的身心平安。本文以某款基于单片机的机械臂为例，对机械臂的设计方法和以本文所设计的单片机机械臂为例，在单片机复位引脚RST高电平常间超过5ms时，则表明复位操作目的达成。在电源线正式供电后，电容状态会变为充电状态，RST也会因此进入高电平常间，这个时间由供电时长准备。此外，在单片机的正常运行阶段，工作人员将复位键开启，同样是进入高电平常间的有效方式。
7
基于单片机的机械臂把握器接受了额定电压220V的电源，但考虑到电路需要的电压仅为5V，故通过变压器以及三端稳压芯片的使用，确保电源电压与电路需求的电压相符。目前，常用的三端稳压芯片包括两个系列，第一种为正电压输出系列；另一种为负电压输出系列。所谓三端由三个引脚构成，这些引脚分别代表输出、输出和接地端。选择这种芯片作为稳压电源，其优势为应用成本低廉，且运行牢靠性高，同时还具有爱惜电路的作用。在计算后得知，，使用一片即可满足机械臂设计要求[3]。
试验结果表明，舵机运行对电源的要求较高，简言之，就是在设计过程中，必需为舵机设置单独的电源，以此来规避单片机和舵机相互干扰的问题。这样把握系统中的电源数量就会由一个变为两个。此外，还要选择大功率的开关电源。
7
机械臂所选择的单片机的串行通信口数量为两个，便于计算机与单片相连接。但在实际串联时，必需要留意电平匹配的问题。假如计算机和单片机在串口电平上不匹配，需要设置电平转换电路，以起到协调串口电平的目的。针对此项问题，本设计所实行的方式为应用MAX232电平转换芯片。这种转换方式与传统方式相比更加先进，且较为简便。
3系统软件设计
9
在科学技术普及应用的背景下，单片机技术实现了快速进展，具体表现为相关理论日益完善，争论者数量不断增加。与之相匹配的编程语言正处在进展完善的阶段。目前C语言、汇编语言以及BASIC语言应用效果较为显著。本系统在设计过程中，所选择的编程语言为C语言，这种语言适用性较强，且具备丰富的数据类型和运算符号。其优点如下所述：①在编程阶段，无需对内部寄存器和存储器进行考虑，可以节省不必要的编程时间；②程序的组成部分为若干个函数，具备模块化结构的优点；③所需子程序可以被直接应用，有利于编程效率的提升；④可以与其他编程语言共同应用。
在工业生产领域，工业机器人的在生产流水线上发挥了关键性的作用。机械臂作为工业机器人的一种，能够完成简洁且重复性的操作，这正是本文设计机械臂的基础。为确保机械臂能够保质保量的完成操作，需要在正式运行之前，通过编程方法的应用，对其运行轨迹进行设计和规划，促使其在实际操作阶段依据预定的轨迹运行。为保证机械臂在运行阶段的稳定性，需要实行有效的方法，确保机械臂各关节不会在运行时产生猛烈波动。目前最常用的方法为对关节转动增量突变现象进行规避。与此同时，合理规划机械臂自由度的位置姿态，有助于实现预期的目的，通俗来讲，就是通过设定机械臂把握参数的方法，实现对自由度的有效把握。结合上文可知，机械臂的最大转动角度为180°，，与之相匹配的占空比参数为25000。故在组装阶段，必需提前对关节的转动范围进行考虑，一般状况下，假如堵转小于10s，则可以被舵机所接受，设计人员需要以这个数值为标准，合理调整舵机，把握堵转状态的持续时间。在初始测试阶段，所实行的测试方法最好为单独测试，简而言之，就是针对各个关节开放测试，在测试某一关节的舵机时，其他关节的舵机不能通电。然后依据测试结果，确定机械臂的初始位置。这里所说的初始位置就是指复位状态，在这个状态下，机械臂平衡性较强，便于其完成设计动作。在关节运动范围确定后，需要进行舵机运动范围中间值的设定，本文所设置的中间值为占空比参数。试验结果表明，这种设计方法的应用，可以保障机械臂的运行质量。
9
4结论
综上所述，工业机器人是科学技术融合进展的产物，自进入信息化时代后，人类对于工业机器人的效率产生了深刻的熟识，在此背景下，慢慢加强了对机械臂把握系统的争论。就事实而言，工业机器人的应用，在确定程度上转变了工业生产方式，但这项争论具有周期性和简洁性的特点，需要漫长的进展过程，仅依