合肥中科深谷嵌入式项目实战——人工智能与机械臂（一）

项目背景介绍

随着人工智能技术的飞速发展，机械臂技术也越来越成熟，广泛应用于自动化生产、医疗康复、家庭服务等领域。为了进一步推动人工智能与机械臂技术的结合与应用，合肥中科深谷科技发展有限公司特别推出了嵌入式项目实战——人工智能与机械臂。

通过该项目，你将获得丰富的实战经验，提升人工智能与机械臂技术的综合应用能力。接下来，和我一起来学习吧。

产品简介

我们这里使用的是LeArm机械臂，大家可以在该公司官网上面购买。

LeArm是一款专为教育而生的机械臂，机体采用全铝合金，造型更酷炫，结构更优化，机身采用6个高精度数字舵机，具有6个自由度，主控制器采用市场上主流的STM32芯片作为主控单元，支持多种控制方式，如手柄、手机等，方便学习机械臂工作原理和机械电子相结合的一体化工程应用。

功能图解

支架结构

LeArm机械臂支架结构主要由以下几个部分组成：

1. 机械臂主体：LeArm机械臂的机身由6个数字舵机组成，具有6自由度，最后一个自由度为夹爪的夹取。
2. 主控板：LeArm机械臂使用开源三合一开发板作为主控板，主要包括舵机接口、总线接口、电源接口、控制板开关、USB接口、脱机按键等。
3. 末端执行器：LeArm机械臂的末端执行器为合金机械爪，用于实现夹取、分拣等功能。
4. 蓝牙4.0模块：LeArm机械臂配备蓝牙4.0模块，用来接收手柄控制或手机控制的蓝牙信号。
5. PS2手柄和手柄接收器：LeArm机械臂使用PS2手柄和手柄接收器进行控制。

主控制器

LeArm机械臂的主控制器是开源的STM32/51单片机。这种单片机被广泛应用于各种嵌入式系统的开发，包括机械臂控制。使用这种主控制器，可以很方便地对机械臂进行编程和控制。

具体来说，主控制器通过控制数字舵机来实现机械臂的各种动作。每个数字舵机都接收来自主控制器的脉冲信号，并根据信号的频率和持续时间来控制舵机的旋转角度和速度。这样，通过控制多个数字舵机的协同工作，就可以实现机械臂的各种复杂动作。

此外，主控制器还负责处理来自外部设备的控制信号，例如手柄或手机。这些信号通过蓝牙模块接收，然后由主控制器转换成相应的指令来控制机械臂的动作。同时，主控制器还可以通过USB接口与计算机相连，方便进行编程和调试。

总之，LeArm机械臂的主控制器是开源的STM32/51单片机，它通过控制数字舵机来实现机械臂的各种动作，并可以接收来自外部设备的控制信号来实现机械臂的灵活控制。

舵机

整套机械臂一共使用了6个高精度数字舵机，我们从上往下看，爪子部分使用的是具有防堵转功能的LDX-335MG数字舵机，当发生堵转时，舵机会自动计时，当发现堵转超过4分钟时，舵机会自动停止工作。

接下来两个舵机是LFD-06防堵转低功耗的数字舵机，当发生堵转时，舵机内部会自动进行保护。

在云台上面的两个舵机是LDX-218高精度的双轴数字舵机，它们采用插拔的连接方式，布线、更换都十分方便。

最后底座上的舵机采用大扭力的LD-1501MG大扭矩舵机，它能旋转180°。

机械臂的组装

我们这里通过了视频教学，大家可以根据视频来组装机械臂，预计3-4个小时，我这里建议大家先看一边视频之后再去安装机械臂，避免从头安装。

机械臂组装（一）

我们按照视频教学，可以完成机械臂的整体框架，接下来，我们安装主控制器，视频教学如下：

机械臂组装（二）

接下来，就是完成接线操作，大家注意正负极不要接反了，视频教学如下：

机械臂接线

机械臂的复位

我们按照视频教学完成按照之后，我们通电发下机械臂不是处于竖直状态，可能像我这样，接下来，就是把转弯处拆下来，调整为竖直之后，在按上螺丝。

我们复位之后是这个样子的：

机械臂的控制

我们可以使用官方的app，实现对机械臂的控制，操作简单。

我们还可以用手柄对我们的机械臂的控制，具体方法我就不介绍了。

总结

1. 理论与实践结合：将所学的理论知识应用到实际操作中，可以更好地理解和掌握机械臂的工作原理和安装步骤。同时，通过实践中的经验积累，可以不断完善和优化机械臂的安装过程。
2. 耐心和细心：机械臂的安装需要耐心和细心，特别是对于复杂的机械系统。在安装过程中，需要仔细阅读说明书，遵循步骤进行操作，并确保每个部件都正确安装。

下节预告

我们今天讲解了机械臂的安装，下一篇会和大家介绍软件的安装。我之前也说过keil软件安装的方法，我这里还是再说一篇，关于本文中的app，我会再下篇和软件一起发出来。