前言
这是使我“沉迷”机器人世界的罪魁祸首——机械臂(Robotic Arm)。在读书时期我就已经非常迷恋机械臂,曾一度着迷似地阅读有关机械臂的书籍、看有关机械臂的文章,总想着有朝一日自己也能做出可以作为自己好帮手的机械臂。在我看来,机械臂是机械与自动化控制相结合的典型产物,科幻感十足。尽管目前有关机械臂的研究已日趋成熟,但你仍可以在许多科幻片(如《钢铁侠》的Dummy,这也是稚晖君同名作品Dummy名字的由来)中发现它们的影子,这让许多从没有在现实生活中见过的朋友们误以为这是一项未来技术)。
我肯定会自己制作一台六轴机械臂,但不是现在!虽然目前我已经具备独立设计和制作一台功能简单的六轴机械臂所需要的能力,但考虑到六轴的设计和制作必然会花费不少精力和时间,我更愿意先利用这些时间来提升自己,以在知识和技术各方面都比较精进的时候再来完成这个愿望,而不希望潦草地做出完成度不高的成品。
感想
机械臂最吸引我的,是可以借助视觉感知来完成特定的任务,其中最典型的便是Pick and Place,它是物流系统的热门主题,亚马逊也曾举办过有关竞赛。将相机安置在机械臂末端进行远程操控和跟随的摄影方式也十分有趣。对于机械臂的学习,我主要阅读过的两本书籍书籍是John J.Craig的《机器人学导论》和Peter Corke(MatLab机器人学工具箱ROBOTICS TOOLBOX的作者)的《机器人学、机器视觉与控制――MATLAB算法基础》。
截止2021年底,我所设计和制造的机械臂(非舵机)有两台,一台是经典码垛结构的UnoArm-M。他使用3个42步进电机和同步带的传动方案,在末端还有一个由MG90S驱动的夹持器。
另一台机械臂是Scara结构的UnoScara,这台机械臂的传动结构是参考国外JJRobots团队的作品,而在手臂和夹持器的结构上进行了改进设计。
前面曾提到过机械臂可以配合视觉感知来执行特定任务,这正是我最感兴趣的话题。我曾使用上面这台Scara机械手做过一个非常有意思的Pick and Place项目——在PC端用鼠标点击桌面上的葡萄,机械臂会自动前往夹取,并运动到合适的位置进行投放。这个项目的演示过程已被我放置在B站视频《基于机器视觉的夹葡萄机械臂(3D打印Scara机器人)在“登dua郎”教育中的应用演示》上,大家不妨看一看!