一种写字机械臂的设计与实现
作者：李俊 王春城 杨晓帅 李勇 张天泉 王敏
来源：《中国新技术新产品》2017年第06期
        摘 要：本文介绍了一种写字机械臂的设计与实现，通过大量分析、实验，将步进电机运用于写字机械臂，达到机械臂稳定书写文字的要求。基于写字机械臂的硬件和机械装置做了软件设计，到了一种适合于本机械结构的控制算法，利用上位机与显示屏相结合提高人机交互，最后根据设计结果进行不同方面的分析，探索机械臂在实际生活中新的存在方式，以求在新的领域内机械臂的应用与技术有所突破。
        关键词：写字机械臂；步进电机；人机交互
        中图分类号：TP242.3 文献标识码：A
        0.引言
        自从20世纪60年代以来，机器人产品已广泛应用于工业、军事、医药、家庭等领域。早caber
期机器人主要用于工业生产以减少人力劳动，智能化时代，机械臂与医学相结合可使丧失运动能力的人重新正常生活，这则意味着一个全新领域的到来。写字机器臂可以作为3D打印机原型，加入一个Z轴自由度将写字笔换成微型钻头，还可以雕刻立体图案，将写字笔换成激光头也可以作为微型雕刻机来雕刻图形、徽章等艺术品。
        在科技日益发达的今天，工业机器人作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。德国柏林犹太博物馆里展出可抄写圣经的机器人，Sonny Caberwal推出的手写机器人Band，通过特定程序控制的机器人NAO，在展会中展示的会写毛笔字的机械臂以及格力写字机械臂，等等，类似的写字机械臂在国外已取得了一定成果，有些成果甚至已经投入了实际工业生产，但是国内写字机械臂的研究与发展相对比较空白，研究出一种具有书写功能的智能机械装置就显得非常有意义。
        1.机械结构设计
        采用连杆结构实械传动，利用平行四边形四连杆结构实现机械末端与纸面保持垂直，其机械结构。利用平行四边行两对边相互平行的原理可设计出一种一边固定而另一边保持
一定角度的平动机械机构，本设计采用两个平行四边行外加一个等腰三角形作为转角的机械结构，两个平行四边行的短边分别固定到三角形两条短边上，与三角形相接的一条边的对边固定到水平面，我们称这条臂为主臂，另一条为辅臂，此时主臂末端与辅臂末端成一定角度即三角形短边间的角度，此时只需在辅臂末端加一个转角三角形或四边行就可实现机械臂末端与水平面平行。

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