开源高精度工匠机器人系统

本体规格

有效载荷

2kg

本体重量

16kg

工作半径

600mm

控制自由度

4

重复精度

±0.01mm

自由度参数

轴

关节范围

升降关节

120mm

摆臂关节一

±115°

摆臂关节二

±135°

末端关节

±360°

电机性能参数

单位

数值

输出功率

W

400

极数

8

额定电压

V

48

额定转速

rpm

3000

最高转速

rpm

5000

额定转矩

N.m

1.2

瞬时最大转矩

N.m

4.4

额定电流

A

10

瞬时最大电流

A

30

线反电势系数

mV/rpm

15

力矩系数

N.m/A

0.14

转子转动惯量

Kg.m2.10-4

1.6

线电阻

Ω

0.25

线电感

mH

0.55

重量

Kg

1.5

反馈元件

多摩川17位绝对值编码器

电机性能参数

单位

数值

输出功率

W

250

极数

8

额定电压

V

48

额定转速

rpm

1500

最高转速

rpm

3000

额定转矩

N.m

1.59

瞬时阳大转矩

N.m

4.4

额定电流

A

5

瞬时最大电流

A

15

线反电势系数

mV/rpm

15

力矩系数

N.m/A

0.29

转子转动惯量

Kg.m2.10-4

1.6

线电阻

Ω

1

线电感

mH

2.2

重量

Kg

1.5

反馈元件

多摩川17位绝对值编码器

处理器

主处理器：TMS320F28335 DSP

32位浮点数字信号处理器；CPU时钟：150MHz

视觉位置信号接口

可以通过RS232或485接口采集视觉处理后的目标位置信号

输入

IO输入输出：3通道

输出

（特定型号才具备，需要与公司沟通）

D/A转换器：4通道16 bit；

输出范围：-10~10V；

转换时间：10us

编码器

（特定型号才具备，需要与公司沟通）

数字增量编码器接口：2个独立通道

电平：TTL或者RS422输入，计数器位数：32-bit；

最大输入频率20 MHz；

通讯接口

串行接口

1路TTL 电平的SCI接口、1路485接口

CAN接口（CAN 2.0B标准）

物理参数

工作温度：0~55℃ （典型值）

Robot Interface

机械臂接口（含电源线，双CAN通信线）

Gripper

夹爪接口

接口端子

CAN-A

用于控制机械臂的部分关节

CAN-B

用于控制机械臂的部分关节

GPIO

用于扩展其他自定义功能

RS232

用于控制自定义的设备

RS485

用于控制自定义的外设

Digital Display

板载4位七段数码管（用于显示不同控制指令信息）

SCI

与上位机通信接口

Controler Reset

机械臂控制器复位按钮

Control Power

控制器电源接口

JTAG

JTAG接口,用于仿真和烧写DSP

Emergncy Switch

紧急制动开关

Robot Power

48V电源接口

处理器

主处理器：TMS320F28069 DSP

32位浮点数字信号处理器；CPU时钟：90MHz

供电电压

22V-60VDC

输出相电流

持续电流 15A，峰值 30A（外加散热器）

控制方式

CAN总线通讯，支持位置、速度和力矩模式

适配电机

100W-800W 低压交流伺服电机、直流无刷电机、伺服轮毂电机

通讯方式

CAN总线（默认）、RS232

一路独立编码器

单圈17位绝对值RS485+AB

制动电阻

支持。开关电源的应用场景，可以外接制动电阻，保护控制器。

冷却方式

自然冷却或外加散热器

防护等级

IP20（驱动板）

使用场合

尽量避免粉尘、油雾及腐蚀性气体

工作温度

-10℃-50℃

保存温度

-20℃－+80℃

工作湿度

40－90%RH

功能

备注

程序下载口

参考驱动器接线定义文档

RS232接口

编码器电池接口

编码器接口

CAN通讯接口

电源及电机相线接口

对外输出24V电源

实验类型

实验内容

实验目的

SCARA平台基础实验

工匠智能机器人平台认知实验

1，熟悉工匠智能机器人驱控开发平台的搭建顺序

2，掌握工匠智能机器人驱控开发平台的基本操作

3，熟悉工匠智能机器人驱控开发平台的上位机控制界面

工匠智能机器人单关节CAN通信实验

1，熟悉机械臂系统的上电顺序

2，熟悉机械臂上位机控制界面

3，熟悉CAN总线通讯指令

SCARA运动学实验

工匠智能机器人坐标系和DH设定实验

1，熟悉并掌握标准DH和改进DH参数的设定

2，熟悉并掌握标准DH和改进DH参数设定的区别

3，熟悉并掌握工匠智能机器人DH参数设定坐标系

工匠智能机器人正运动学分析实验

1，熟悉并掌握机器人正运动学的原理

2，熟悉并掌握机器人正运动的代码编写和校验

3，熟悉并掌握机器人工具箱有哪些常用的相关函数及其功能

4，熟悉并掌握通过正运动求解末端位姿的齐次变换矩阵

5，熟悉并掌握MATLAB的符号运算

工匠智能机器人逆运动学分析实验

1，熟悉并掌握机器人逆运动学的原理

2，熟悉并掌握机器人逆运动的M代码编写和仿真校验

3，熟悉并掌握机器人工具箱有哪些常用的相关函数及其功能

4，熟悉并掌握通过正运动求解末端位姿的齐次变换矩阵

工匠智能机器人平台示教演示点灯实验

1，熟悉工匠智能机器人平台

2，熟悉并掌握如何通过机械臂上位机进行示教点灯。

SCARA动力学实验

工匠智能机器人臂1动力学PID实验

1，熟悉并掌握如何通过Simulink配置控制器的编译条件

2，熟悉并掌握如何通过Simulink搭建单关节动力学控制程序

3，熟悉并掌握如何使用机器人上位机控制界面控制机械臂

4，熟悉PID控制原理

5，熟悉实验平台动力学单关节控制实验过程

工匠智能机器人臂1，臂2动力学PID实验

1，熟悉并掌握如何通过Simulink配置控制器的编译条件

2，熟悉并掌握如何通过Simulink搭建双关节动力学控制程序

3，熟悉并掌握如何使用机器人上位机控制界面控制机械臂

4，熟悉工匠智能机器人动力学双关节控制实验过程