[发明专利]一种机械臂的工作方法

说明书

本发明公开了一种机械臂的工作方法，属于机器人设备应用领域。所述方法包括以下步骤：初始化机械臂；建立FPGA和上位机之间的通信连接；所述上位机创建书写数据，并将数据发送FPGA；所述FPGA接收数据并进行处理，FPGA控制机械臂完成书写。该发明能够更加精确地模拟书写动作，还原细节，应对复杂的书写面并正常工作，可以实现无线远程操控，并自动校验数据正确性。

技术领域

本发明属于机器人设备应用领域，具体为一种机械臂的工作方法。

背景技术

生活中一般通过打印机打印文字替代书写，但是打印机不能够实现签名等能够体现个人特定风格的功能，因此可以选择由高自由度的机械臂替代。市面上存在的各种机械臂，仅能完成前后上下等简单操作，无法实现多个舵机联动操作，更不能按照自己的风格书写。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种机械臂的工作方法，以解决现有技术中存在的机械臂仅能完成前后上下等简单操作，无法实现多个舵机联动操作，更不能按照自己的风格书写的问题。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种机械臂的工作方法，所述方法包括以下步骤：

初始化机械臂；

建立FPGA和上位机之间的通信连接；

所述FPGA和上位机之间的通信连接可以由操作者自主选择，默认FPGA和上位机之间通过蓝牙连接；

所述上位机创建书写数据，并将数据发送FPGA；

所述FPGA接收数据并进行处理，FPGA控制机械臂完成书写。

进一步的，所述机械臂初始化方法包括：将所述机械臂接入FPGA通用接口，建立FPGA和机械臂之间的通信连接；

按下初始化按键，所述FPGA判断机械臂的自由度个数是否满足书写要求；当自由度个数满足书写要求，即自由度个数大于等于四时，根据自由度选择对应的初始化流程；通过初始化流程完成机械臂的初始化，若自由度个数不满足要求，则初始化失败，亮起黄色指示灯警报。

所述FPGA确定自由度个数后，机械臂进入特定的初始化流程，FPGA并发控制每一个舵机，通过输出特定的方波，使各个舵机打脚到达中值，之后FPGA按内部设置初始速度缓缓下降高度，同时内部开始计数直到笔尖触碰纸面，此时机械臂停止动作并产生反馈信号，FPGA内部捕捉到反馈信号并计算下降高度，自动调节适合当前环境的书写高度后进入就绪状态。

对于自由度个数的差异，FPGA中存储有分别对机械臂进行初始化的流程，由于自由度和坐标系选择的不同，对应空间中各个点的舵机打脚也会有差异，故需要根据不同的逆运动学公式推导各个转角，根据此情况，FPGA中存储多套计算方式，以配适不同类型机械臂和不同的坐标系，FPGA默认选择极坐标系，四自由度机械臂模型可以到达平面域上每一个坐标点，能够均匀的接触到书写面上每一个点，由于书写过程中笔尖始终与书写面垂直，模拟书写的精细程度较低，相较于五自由度机械臂，在笔头增加自由度，能够控制笔的转动，可以体现每一点的轻重变化，同理，自由度越高精细程度越高，但是复杂度也更高，逆运动学公式的计算，属于现有知识，在此不做赘述。

进一步的，所述机械臂初始化方法具体包括：FPGA上电复位；检测通用接口判断机械臂的自由度个数是否符合要求；选择合适的初始化方案；FPGA收到反馈后处理并输出初始信号，对机械臂进行初始化过程。

进一步的，所述自由度个数大于等于4。

进一步的，所述书写数据创建方法包括：

在所述上位机中输入字符；

所述上位机根据字符笔画顺序采集像素点；