基于图像识别的物料分拣系统——机械臂设计与控制定稿.docx

摘要

21世纪的今天，科技高度发达,为了顺应当代科技潮流本文设计出自动物料分拣的机械臂，以配合我们设计的基于Matlab图像识别的物料分拣系统。本文以这四个自由度的机械臂为研究对象，对其进行机械机构的设计，静力学分析，用SolidWorks的Simulation进行有限元分析，进而验证机械臂的可行性，然后采用Arduino开发板来控制舵机，就是通过信号线发送一系列脉冲，改变脉冲宽度来改变舵机的旋转角度，从而实现机械臂产生不同的运动。最后基于Proteus软件对舵机进行仿真，得到仿真出来的脉冲宽度。

分拣的总工作流程就是利用Matlab进行图像识别，检测出该物料的类别，然后输出坐标和数据给Arduino，事先在Arduino中编写程序，产生脉冲控制舵机转动，从而完成机械臂对物料的整个分拣动作。

关键词：SolidWorks有限元分析；Arduino控制系统；PWN脉冲；舵机;

Proteus仿真

MaterialSortingSystemBasedonImageRecognition——DesignandControlofManipulator

Abstract

Inthe21stcentury,scienceandtechnologyishighlydeveloped.Inordertoadapttothetrendofmoderntechnology,thisarticledesignsaroboticarmforautomaticmaterialsortingtomatchthematerialsortingsystembasedonMatlabimagerecognitionthatwedesigned.Thisarticletakesthesefourdegreesoffreedommanipulatorsastheresearchobject,conductsmechanicalmechanismdesign,staticanalysis,andusesSolidWorksSimulationtoperformfiniteelementanalysistoverifythefeasibilityofthemanipulators,andthenusestheArduinodevelopmentboardtocontrolTheservoistosendaseriesofpulsesthroughthesignalline,andchangethepulsewidthtochangetherotationangleoftheservo,soastorealizedifferentmovementsofthemechanicalarm.Finally,theservoissimulatedbasedonProteussoftwaretoobtainthesimulatedpulsewidth.

TheoverallworkflowofsortingistouseMatlabforimagerecognition,detectthetypeofthematerial,andthenoutputthecoordinatesanddatatoArduino,writeaprograminArduinoinadvance,generatepulsestocontrolthesteeringgeartorotate,thuscompletingtheentirerobotarmtothematerialSortingaction.

Keywords:SolidWorksfiniteelementanalysis;Arduinocontrolsystem;PWNpulse;

steeringgear;Proteussimulation

目录

TOC\o"1-3"\h\z\u1.绪论 1

1.1自动物料分拣的研究背景及意义 1

1.2国外物料分拣系统的发展历史与现状 2

1.3国内物料分拣系统的发展历史与现状 4

1.4本文设计的主要内容 5

2．机械臂本体的设计 6

2.1机械臂类型方案选择 6

2.2机械臂结构