六自由度机器人手臂实验教学平台
本“六自由度机器人手臂实验教学平台”是由山东科技大学电气与自动化工程学院研制而成，用于对本科生开展创新性实验和课程设计的实验教学平台。该实验教学平台包括6个自由度的机器人手臂机械本体机构、驱动装置、传感器系统和嵌入式控制系统构成。六个自由度分别是大臂前后、内外摆动，小臂弯曲，手腕旋转，手腕俯仰，以及手掌开合。机械结构采用轻型铝合金材料进行设计，驱动装置采用舵机和直流电机进行驱动，传感器系统包括激光传感器、姿态传感器和陀螺仪等，控制系统采用嵌入式系统进行设计。
该六自由度机器人手臂实验教学平台的手掌开合自由度采用直流电机进行驱动，可利用PWM信号进行开合速度的控制，完成对物体的抓取动作。其余的大臂、小臂及手腕三处的五个自由度均采用舵机进行控制，通过激光传感器和姿态传感器对目标物体进行定位，根据系统模型求解出每个自由度舵机的目标位置运动信号，按照设计的控制算法实现对各个自由度的稳定可靠控制。也可以利用示教再现的功能完成对放置在设定的不同位置的物体进行抓取、放置等实验。并且在抓取、放置物体的过程中依靠陀螺仪的检测和控制器的控制输出，手腕关节能够自动保持平衡状态。控制系统采用嵌入式工业控制机和嵌入式单片机构成，工业控制机是系统的主控单元，采用VC编程技术，嵌入式单片机主要实现手腕部的自动平衡控制，采用C语言进行控制程序设计。
该六自由度机器人手臂实验教学平台可以为本科生开展以下实验内容，主要包括“机器人手臂单关节控制实验”、“机器人手臂的手部自平衡控制实验”、“机器人手臂运动的示教再现实验”、“机器人手臂对随机目标物体的抓取、移动与放置实验”，同时也可进行语音命令信号的识别与处理实验，等。
该实验教学平台的研制，综合了本科阶段所学的多门课程的知识，实现了理论与实践的有机结合，可为自动化等专业的本科生提供熟悉机电产品的组装与控制实验的锻炼机会，有助于提高本科生的硬件调试动手能力、编程能力和算法设计能力，并且有助于培养本科生的项目研发综合能力。
作品名称：六自由度机器人手臂实验教学平台
学校或单位：山东科技大学
