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1、专业综合训练周实验指导书机械手控制部分（适用 专业 ：机械工程及自 动 化）山东建筑大学机电工程学院目 录实验 1 气动机械手认知及气路连接实验 .2实验 2 气动机械手单片机控制实验 .3实验 3 气动机械手计算机控制实验 .4实验 1 气动机械手认知及气路连接实验实验目的结合工业机器人设计课程及液压与气压传动课程的相关知识，对机械手的各部分进行拆卸、认知，并连接气路。通过该实验使同学们认识该机械手的各个部分及其连接关系，认知气动元件，并认知在气压传动中各部分之间的前后关系及其所起的主要作用。实验内容所涉及课程或相关课程的知识面：该实验，涉及工业机器人设计及液压与气动传动课程的相关知识。其中
2、工业机器人设计中涉及到机械手的自由度数，机械手手爪的认知，机械手的工作空间的计算等。 液压与气压传动中主要涉及到气动元件的认知：包括气泵、气压表、空气滤清器、减压阀（三联件） 、电磁阀、消声器、三通、汇流板、直通、减径多通、管塞快速接头、气管、TN 型、MAL 型、SDA 型的气缸等。实验要求要求学生们利用学过的知识，辨识各个气动元件，并能正确连接；辨识机械手的各个自由度，并能计算该机械手的工作空间，完成实验报告。实验步骤1. 对照机械手实物，认知各种气动元件，并画出其图形符合；2. 根据机械手连接其各气动元件的图形符号连接图，并说明元件放置次序的原因；3. 辨识并画出该机械手各自由度，并计算
3、其工作空间；4. 拆卸、安装该机械手，在老师检查无误后，开机操作该机械手，完成搬运简单物体的动作。实验仪器和设备气泵、3 自由度气动机械手、五金工具。实验报告1. 按照上述步骤要求，画出各气动元件的图形符号，并用线条按真实的机械手装置进行连接；2. 画出机械手各自由度的形式，并计算其工作空间；3. 画出机械手手爪的机构简图；4. 思考：如果该机械手抓持一个钢球，则手爪应作如何改动或设置何种辅助夹具。实验 2 气动机械手单片机控制实验实验目的结合工业机器人设计及单片机原理及应用课程及机械手控制器的原理图，设计基于单片机的机械手控制器，实现应用单片机对机械手的控制。通过该实验可以使同学们认知如何应
4、用单片机对机械手进行控制，为后续应用打下基础。 实验内容所涉及课程或相关课程的知识面 该实验，涉及单片机原理及应用及工业机器人设计课程的相关内容。其中单片机原理及应用中主要涉及到单片机信号输入及输出，以及单片机之间的串行通讯等内容的编程训练；工业机器人设计课程中主要涉及到机械手控制各自由度的运动，如何实现各自由度之间运动的协调等内容。实验要求要求学生们利用学过的知识，对手持盒的通讯协议进行修改，结合机械手控制器，完成各功能信号输入、输出及与单片机之间的通讯，完成实验报告。实验步骤 1. 按照要求，设定手持盒与控制器的通讯协议；2. 按照通讯协议，辨识连接电路，并画出电路原理图；3. 修改机械手
5、手持盒内的汇编语言程序，实现通讯协议；4. 机械手控制器汇编语言编程，实现与手持盒的通讯；5. 机械手操作验证。实验仪器和设备气泵、3 自由度气动机械手、STC 型单片机编程器、计算机、实验电源。实验报告1. 按照机械手的功能要求，设定手持盒与控制器之间的通讯协议；2. 按照上述步骤要求，画出机械手手持盒与控制器连接的电路原理图；3. 单片机编程，给出汇编语言程序框图及程序原代码。实验 3 气动机械手计算机控制实验实验目的结合计算机技术基础及单片机原理及应用课程及机械手控制器的原理图，设计基于计算机的机械手控制，实现应用计算机对机械手的控制。通过该实验可以使同学们认知如何应用计算机对外围器件进
6、行控制，为后续应用打下基础。 实验内容所涉及课程或相关课程的知识面 该实验涉及单片机原理及应用及计算机技术基础课程的相关内容。其中单片机原理及应用中主要涉及到机械手控制器上单片机信号输入及输出，以及单片机与计算机之间的串行通讯等内容的编程训练；计算机技术基础课程中主要涉及到通过高级语言与机械手控制器单片机的通讯编程。 实验要求要求学生们利用学过的知识，设计机械手控制器及计算机的通讯协议，完成各功能信号输入、输出及与控制器之间的通讯，完成实验报告。实验步骤 1. 按照要求，设定手持盒与控制器的通讯协议；2. 按照通讯协议，辨识连接电路，并画出电路原理图；3. 修改机械手控制器内的汇编语言程序，实现通讯协议；4. 计算机 VB 编程，实现与机械手控制器的通讯；5. 机械手操作验证。实验仪器和设备气泵、3 自由度气动机械手、STC 型单片机编程器、计算机、实验电源。实验报告1. 按照机械手的功能要求，设定计算机与机械手控制器之间的通讯协议；2. 按照上述步骤要求，画出机械手控制器与计算机串行口连接的电路原理图；3. 单片机编程，给出汇编语言程序框图及程序原代码，计算机 VB 编程，给出原代码。
