基于图像识别的物料分拣系统——机械臂设计与控制定稿.docx

北京理工大学珠海学院2016届本科生毕业设计

基于图像识别的物料分拣系统——机械臂设计与控制

学院：

专业：

姓名：

指导老师：
工业自动化学院
机械电子工程
欧阳永豪
学号：

职称：
160404102532
李琳
讲师

中国·珠海
二○二○年五月

诚信承诺书

本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《基于图像识别的物料分拣系统——机械臂设计与控制》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。

本人签名：欧阳永豪
日期：2020年5月13日

基于图像识别的物料分拣系统——机械臂设计与控制

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

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