UFACTORY机械臂PID

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UFACTORY机械臂PID

Lite6

关节ID转矩常数位置增益速度增益速度积分电流增益电流积分转速阈值
J10.06125001000800010020003000
J20.06125001000800010020003000
J30.06781655001000800010020003000
J40.67300100003000260400150
J50.6780020001500260200150
J60.6750060003000260150150

xArm5(1305)

关节ID转矩常数位置增益速度增益速度积分位置前馈位置微分电流增益电流积分转速阈值
J10.0672602000400200503002503000
J20.0672503000500200503002503000
J30.05732501000300200502002503000
J40.0562001000300200501202504500
J50.056200800300200501202504500

xArm6(1305)

关节ID转矩常数位置增益速度增益速度积分位置前馈位置微分电流增益电流积分转速阈值
J10.0672602000400200503002003000
J20.0672503000500200503002003000
J30.05732501000400200501602003000
J40.0573200800300200502502004500
J50.0562001000500200502502004500
J60.056200800300200502502004500

xArm7(1305)

关节ID转矩常数位置增益速度增益速度积分位置前馈位置微分电流增益电流积分转速阈值
J10.0672002000400200503004003000
J20.0672002500500200503004003000
J30.05732001000400200503004003000
J40.05732001000400200504004004500
J50.05732001000500200502504004500
J60.0562001000500200502504004500
J70.056200800300200502504004500

UFACTORY 850(8510)

关节ID转矩常数位置增益速度增益速度积分电流增益电流积分转速阈值
J10.061215050004502602003000
J20.061215050004502602003000
J30.067816515025004002602003000
J40.6720015004008004004500
J50.6725010004008004004500
J60.6720010004008004004500

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<think>首先,用户的问题是关于“DIY机械制作指南、设计方案或工具套件”。我需要根据系统指令和提供的引用来回答。 系统指令: - 所有行内数学表达式使用$...$格式。 - 独立公式使用$$...$$格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识。 - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 - 保证回答真实可靠。 参考引用: - [^1]: 关于机器人手的运动原理、工作区域等。 - [^2]: 关于DIY CNC激光雕刻机的3D模型、组装等。 - [^3]: 关于Ultimaker2 3D打印机的组装指南。 - [^4]: 关于学习机器人的方法,包括使用Arduino、Raspberry Pi、ROS等。 - [^5]: 关于ELEGOO智能机器人车套件的细节。 用户意图是寻找DIY机械的相关信息。引用[^1]直接提到了机器人手,[^4]和[^5]涉及机器人套件和编程,[^2]和[^3]涉及3D打印和组装,这可能与制作机械部件相关。 我的回答结构: 1. **介绍DIY机械的基本概念**:基于引用[^1],解释机械的运动原理(极坐标系)、工作区域等。 2. **提供制作指南**:逐步指导如何制作DIY机械。 - 设计方案:包括机械结构、电子元件、控制软件。 - 工具套件:推荐一些套件,如基于Arduino或Raspberry Pi的。 - 参考引用[^4]和[^5],它们提到了使用Arduino和ROS。 3. **组装和编程**:基于引用[^2]和[^3],讨论如何组装部件,可能使用3D打印。 4. **生成相关问题**:在末尾添加相关问题,如系统指令要求。 在回答中,自然地添加引用标识。例如,如果提到运动原理,添加[^1]。 数学表达式:如果涉及公式,比如在解释运动学或控制时,使用LaTeX格式。例如,关节角度计算:$ \theta = \arctan\left(\frac{y}{x}\right) $。但用户问题可能不直接涉及数学,所以只在必要时添加。 确保回答真实可靠:基于提供的引用,避免虚构。引用是有限的,所以我可以补充一般知识,但要基于常识。 最终回答结构: - 开头简要介绍DIY机械。 - 主体分步骤: 1. 设计方案:包括机械设计、电子设计。 2. 制作指南:组装过程。 3. 工具套件推荐。 - 结尾添加相关问题。 生成相关问题:如系统指令示例,添加3-5个相关问题,例如: 1. DIY机械的控制系统如何实现? 2. 如何选择适合的机械套件? 3. 机械的逆向运动学计算是什么? 现在,草拟回答。</think>### DIY机械制作指南、设计方案与工具套件 制作DIY机械是一个有趣且教育性的项目,涉及机械设计、电子控制和编程。机器人手通常利用极坐标系进行运动,具有弧形工作区域,相比笛卡尔机器(如3D打印机),其占地面积小、灵活性高[^1]。以下我将基于可靠资源(如开源项目和常见实践),逐步介绍设计方案、制作指南和推荐工具套件。整个过程分为设计、组装和编程三个阶段,确保结构清晰且易于上手。 #### 1. **设计方案** DIY机械的设计需考虑机械结构、驱动系统、控制单元和软件。目标是实现基本功能如抓取、旋转和定位。参考开源项目,常见设计包括3~6个自由度(DOF)的关节。 - **机械结构**: - 使用铝合金或3D打印部件(如PLA材料)构建关节和连杆。设计时需考虑负载平衡,避免应力集中。例如,一个4DOF机械可能包括基座旋转、肩关节、肘关节和手腕关节。运动学方程可简化计算位置:例如,在二维平面中,末端位置 $(x, y)$ 与关节角度 $\theta_1, \theta_2$ 的关系为: $$ x = l_1 \cos(\theta_1) + l_2 \cos(\theta_1 + \theta_2) $$ $$ y = l_1 \sin(\theta_1) + l_2 \sin(\theta_1 + \theta_2) $$ 其中 $l_1$ 和 $l_2$ 为连杆长度。这有助于优化工作范围[^1]。 - 设计方案可参考开源平台如Thingiverse或GitHub,提供免费3D模型文件(.STL格式),便于打印和修改。 - **电子系统**: - 核心控制器:推荐使用Arduino Uno或Raspberry Pi,前者适合初学者,后者支持更复杂的算法(如逆运动学计算)。Arduino IDE通过C++编程实现实时控制,并通过引导程序(Bootloader)上传代码[^5]。 - 驱动元件:舵机(如SG90或MG996R)用于关节驱动,步进电机用于高精度运动。添加传感器如电位器(测量角度)或超声波模块(避障)。 - 电源:需匹配电压(通常5V~12V),使用锂离子电池或外部电源。 - **软件控制**: - 基础编程:在Arduino IDE中编写C++代码,控制舵机角度。例如,简单PWM控制代码: ```cpp #include <Servo.h> Servo myservo; void setup() { myservo.attach(9); // 连接舵机到数字引脚9 } void loop() { myservo.write(90); // 设置角度为90度 delay(1000); } ``` - 高级控制:使用机器人操作系统(ROS)进行模拟和路径规划,支持在PC上虚拟测试,无需硬件投资[^4]。 #### 2. **制作指南** 制作过程强调安全第一:佩戴护目镜,在通风环境操作3D打印部件。以下是分步组装指南(基于常见4DOF机械项目)。 1. **准备材料与工具**: - 材料:3D打印部件(基座、连杆)、舵机(4个)、Arduino开发板、杜邦线、螺丝套件。 - 工具:3D打印机(如参考Ultimaker2的组装指南[^3])、螺丝刀、焊枪、万用表。预算约¥500~¥2000,取决于套件选择。 2. **组装机械结构**: - 步骤1:打印所有3D部件(耗时约10~20小时)。参考开源模型,确保公差匹配(如孔位对齐舵机轴)。 - 步骤2:将舵机固定在关节处,用螺丝连接连杆。确保运动平滑,无卡顿。基座需稳固,防止倾倒。 - 步骤3:安装电子元件。将舵机信号线连接到Arduino PWM引脚(如9,10,11,12),电源线接外部电池。参考电路图简化布线[^2]。 3. **电子连接与测试**: - 用面包板或PCB板整合电路。测试舵机响应:上传简单代码,检查各关节是否在0°~180°范围内运动。 - 常见问题排查:如果舵机抖动,检查电源电压是否稳定(需≥5V);如果通信失败,验证接线是否正确。 4. **编程与校准**: - 基础功能:编写Arduino代码实现正向运动学(如输入角度计算末端位置)。校准每个舵机的零点位置。 - 高级功能:集成ROS,在PC上模拟运动轨迹。例如,使用MoveIt!包进行路径规划[^4]。 #### 3. **推荐工具套件** 初学者建议从完整套件入手,逐步过渡到自定义设计。以下是可靠选择(基于性价比和社区支持): - **ELEGOO智能机器人车套件V4.0**:包含Arduino Uno、舵机、传感器和教程,适合入门。价格约¥300,支持C++编程,通过引导程序轻松上传代码[^5]。 - **UFactory xArm 1S DIY套件**:提供6DOF设计,带3D打印文件和控制软件。价格¥1500~¥2000,适合进阶用户。 - **开源套件**: - 在GitHub搜索“DIY Robotic Arm”,如“MeArm”项目,免费提供STL文件和代码。 - 搭配3D打印机套件(如Ultimaker2参考资源[^3]),自行打印部件降低成本。 #### 注意事项 - **安全与环保**:使用可回收材料(如PLA),避免高压电路。首次测试时,在低负载下运行。 - **学习资源**:参考在线教程(如Arduino官方论坛或ROS Wiki),边做边学是最高效方式[^4]。平均完成时间:初学者2~4周。 - **成本优化**:复用旧电子产品(如废旧舵机),或选择模拟方案(如ROS Gazebo仿真)减少硬件投入[^4]。 通过以上步骤,您能构建一个功能性的DIY机械。如需更详细模型文件或代码示例,可访问开源平台如Thingiverse或GitHub。
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