带你走近生产好帮手---机械臂

提到机械手臂想必接触过工程学的各位都不会感到陌生。机械手臂作为仿生工程学的最早成果和突出代表，在工业上得到广泛应用。

机械手臂其实是一个由钢铁结构模拟骨骼，由多个伺服电机模拟多个“关节”，在平面或三维空间进行线性运动的仿生机械系统。它一般由机械主体、控制器、伺服电机和感应器组成，可以通过系统自动控制，模仿人类手臂完成指定动作。

图：此图为机械臂结构的简单示意图，一个旋转“关节”会增加机械手臂的一个自由度。

机械结构的设计只是机械手臂设计的起点。“关节”的控制，即伺服电机的控制，是机械臂的重点和难点。伺服电机控制的精确程度直接决定机械手臂的工作精确度。伺服系统（servo mechanism）是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。伺服电机的优点主要是精度高：实现了位置，速度和力矩的闭环控制；克服了步进电机失步的问题；抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用等。

机械手臂被广泛应用于生产生活的各个领域。最初机械手臂主要用于完成一些人类完成较为困难的重工业活动，如组装、喷漆、焊接、高温锻造等繁重工作。近年来随着机械手臂控制技术的进一步提升，机械手臂的应用范围进一步扩大。可用于一些高危工作，如排爆、外星探测等。機械手臂的精準、零誤差，對於產品的品質掌握自然擁有其優勢，也被应用于一些要求高精确度的工作，如医疗、高科技产品生产等。

工业生产的机械臂对于非工程类从业者来说见得比较少，但是对于由机械臂发展而来的各种人形机器人，想必大家都不陌生。从登上春晚舞台的舞蹈机器人，到国内外各式比赛都有涉及的踢足球机器人，多足爬行机器人等。它们都是机械臂的组合体，多个机械臂组合完成工作。

图：春晚Alpha 1S机器人带来的精彩舞蹈表演

图：六足爬行机器人

图： 足球机器人比赛

随着技术的进一步提高，大型的人形机器人还被将被广泛应用于各行各业，如日本最新研发的家庭护理机器人。

图：日本研发的护理机器人，除了日常照看等功能，当病人晕倒时，人形机器人能将病人抱起送上救护车。

说了那么多，大家对机械臂至少有了一个总的认识，想要进一步学习了解机械臂其实并不难， 各公司都有推出便于初学者入门学习的机械臂模块，通过机械臂来学习对微控制器编程、伺服电机控制、机器人控制都是再合适不过的。

今天我们向大家介绍的是Tinkerkit Braccio Arduino Robotic Arm。这是一款由Arduino 公司全新推出的机械臂模块，是一款用Arduino板控制的全操作机械臂。这是一个套件组合，由用户自己组装，可根据自己需要对机械臂结构做调整。操作简单，易上手，可用于完成一些简单动作，如捡起、移动物体，也根据用户的想象，与其它模块相结合完成更有创意的动作，如悬挂相机变为云台进行人像追踪摄影，又如嵌入太阳能模块追踪太阳轨迹等。

图：这是用Arduino Braccio完成的几种简单的动作，我们期待您更有创意的设计与应用。

如果觉得成型套件限制过多，不能满足您的创意需要，您也可使用RS DesignSpark Mechanical 绘制自己的机械臂工件，用DesignSpark PCB 绘制设计自己的控制板，RS 也提供了各种型号的伺服电机、伺服电机模块供您选择。期待您在设计自己的创意机械臂、机器人时能有一段收获丰富的学习体验，也期待您将您的独特设计与我们分享！

Arduino Braccio详情及购买链接：

http://china.rs-online.com/web/p/processor-microcontroller-development-kits/1113738/

伺服电机及控制模块选购链接：

http://china.rs-online.com/web/c/?sra=oss&r=t&searchTerm=servo