弹琴机器人硬件部分.docx

《弹琴机器人硬件部分.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《弹琴机器人硬件部分.docx（23页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、弹琴机器人硬件部分 弹琴机器人 -硬件部分 弹琴机器人-硬件部分 摘 要 随着气动技术的发展，气动技术带来的成果也从工业上渐渐走入我们的生活，在本次毕业设计中，我们将制造一个简易的弹琴机器人，弹琴机器人是一种能够进行弹奏钢琴音乐的机器人。相比较于一般人弹钢琴，弹琴机器人可以有一些人类无法拥有的优势，例如弹琴机器人可以拥有许多的手指，只要设计得当，机器人可以同时运用十几根甚至几十根手指进行演奏，因此可以达到极快的弹奏速度。在保持快速演奏的同时，弹琴机器人还能保持不出错误，可以做到快速且精准。日益进步的气动技术和计算机技术能让弹琴机器人成为现实。要让机器人可以自动弹钢琴，我们须要用到单片机，电磁阀

2、，气缸等物品。其基本的原理是以单片机为核心，运用单片机限制电磁阀的开和关，从而使气缸运作带动机械臂的运动，最终达到机器人可以弹琴演奏的实际效果。 关键词：51单片机，电磁阀，气缸，机械臂。 Piano-playing Robot Abstract With the development of pneumatic technology, the results of pneumatic technology have gradually entered our lives from industry. In this graduation design, we will manufacture

3、 a simple piano-playing robot, which is a kind of piano-playing robot. Musical robot. Compared with ordinary people playing piano, piano playing robots can have some advantages that humans cannot have. For example, piano playing robots can have many fingers. As long as they are designed properly, th

4、e robot can use dozens or even dozens of fingers to play at the same time, so it can achieve Very fast playing speed. While maintaining fast performance, the piano player robot can also maintain no errors, and can be fast and accurate. Increasingly advanced pneumatic technology and computer technolo

5、gy can make piano playing robots a reality. To allow the robot to play the piano automatically, we need to use microcomputer, solenoid valves, cylinders and other items. The basic principle is based on the single-chip microcomputer, and the single-chip microcomputer is used to control the opening an

6、d closing of the solenoid valve, so that the operation of the cylinder drives the movement of the mechanical arm, and finally achieves the actual effect that the robot can play the piano. Keywords: Single-Chip Microcomputer, Solenoid valve, Cylinder, Mechanical arm. 目 录 1 前言 1 1.1本设计的目的、意义及应达到的技术要求

7、2 1.2本设计在国内外的发展概况及存在的问题 3 1.3本设计应解决的主要问题 4 2本设计 5 2.1设计方案 5 2.2设计原理 6 2.3方案、型号选择 6 2.3.1方案选择 6 2.3.2分析问题 8 2.3.3设计过程 9 3.结论 11 参考文献 13 谢 辞 14 附 录 15 1 前言 在如今科学技术飞速发展的时代，工业行业的自动化和智能化也随着发展，机械手臂从诞生以来，也始终随时代在进化，在气动技术的支持下，出现的气动机械手臂有着更多的优点，在编程技术的限制下，气动机械手臂可以有更敏捷的操作，局限性也更小，性能的提升也使效率有着很大的提高，机械手臂已经在各种各样的工业生产

8、线上得到重用，并仍旧有很大的发展空间。 机械手臂是能仿照人手臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以爱护人身平安因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等领域。机械手臂的发展是基于以往出现的旧型机器人，机械手臂最早起先探讨在二十世纪中期，机械手臂的高速发展离不开计算机技术和自动化技术的发展，在世界上第一台数字电子计算机被独创后，计算机技术有了超高速度的发展，计算机速度变快的同时而成本却越来越低。与此同时，由于工业生产和其他产业的大量需求，也让自动化的机械手臂得到了重视和高速发展，还在智能

9、化的道路上迈进了一步。另一方面,核能技术的探讨要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国于1947年开发了遥控机械手,1948年又开发了机械式的主从机械手。机械手首先是从美国起先研制的。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念,并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术限制机器人的关节,利用人手对机器人进行动作示教,机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采纳这种限制方式。一般有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的敏捷性越大,通用性越广,其结构也越困难。一般专用机械手有23个自由度。1958年美国联合限制公司

10、研制岀第一台机械手铆接机器人。作为机器人产品最早的好用制公司研制岀第一台机械手铆接机器人。作为机器人产品最早的好用机型是1962年美国AMF公司推出“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人主要由类似人的手臂组成它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以爱护人身平安,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子轻工和原子能等部门。机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹限制方式可分为点位限制和连续轨迹限制。机械手和机械臂的发展状况如下： 第一代机械臂,即按

11、事先示教的位置和姿态进行重复的动作的机械。它也简称为示教/再现方式的机械臂或是TP方式的机械臂。目前国际上运用的机械臂大多仍是这种工作方式。由于这种工作方式只能根据事先示教的位置和姿态进行那个重复的动作而对四周环境毫无感觉的功能,其应用范围受到肯定的限制,主要应用于材料的搬运、喷漆、电焊等工作。其次代机械臂,既具有如视觉、触觉等外部感觉功能的机械臂。这种状况由于具有外部的感觉功能,因此可以依据外界的状况修改自身的动作,从而完成较为困难的动作。第三代机械臂,这类机械臂除了具有外部感觉功能外,还具有规划和决策功能,从而可以适应因为环境的改变而自主进行的工作。第三代机器人目前还处于探讨阶段,距离实际

12、应用还有一段距离。如,邹建奇等人以柔韧性机械臂为例,进行简洁的逆运动学分析,并采纳小脑模型神经网络方法对机械臂的逆运动学进行了数值仿真分析,小脑模型神经网络可在较短的学习次数中有效地限制机械臂的振动。在当今社会科技飞速发展的时代，越来越多的东西已经起先能实现自动化的运作了，人工智能也随之诞生。从一起先的机械自动化为人类的生活及工作服务，到现在各种各样的机器人渐渐的走近人们的生活当中，越来越多样化，有着各种各样的功能。并且近些年来，机器人的功能正渐渐地延展到了人们的爱好爱好和消遣当中。例如前些年的下围棋的机器人“阿尔法狗”横空出世，他强大的计算实力和自带的学习实力，战胜了当时人类世界的顶尖围棋高

13、手，为世人所震惊。当然，也有更多的为了消遣人们的机器人在渐渐的到来，格式各样的音乐机器人陆接连续的诞生出来，弹琴机器人就是其中的一种。弹琴机器人是一种可以实现用机械手指来弹奏歌曲的机器人，通过注入程序，用单片机限制电磁阀，限制电磁阀的开或者关，从而带动机械臂的运动来达到弹奏的目的。比起人类，弹琴机器人可以做到更快的弹奏速度，并且不管难度有多高，只要程序设计得当，他都可以弹奏出来。并且，弹琴机器人可以做到无偏差演奏，同一个乐谱，无论弹琴机器人演奏多少次，每次听起来都是一样的。只要让它维持足够的电量让他保持运行，他就能始终演奏下去。不过弹琴机器人虽然可以做到快速及精准，但是却缺少人类独有的主观能动

14、性，弹奏出来的曲子没有人类弹奏出来的有感情，每次演奏都是同一个程序，同一种声音，一模一样，传递不了曲子所赋有的情感及魅力。这是机器人不能超越人类的地方。当时选择这个毕业设计课题的时候是觉得这个课题很有意思，因为每个人小时候估计都有当一个独创家的幻想，却没有多少机会可以去动手创作。通过这次毕业设计，又有了一个可以亲自动手创作的机会。在创作的同时还能检验自己高校时间学习的综合实力，以及发觉自己的不足之处并且还有补充的机会，亡羊补牢，为时未晚。在做毕业设计的同时，既能对自己进行检测，还能学习一些新的学问，何乐而不为。1.1本设计的目的、意义及应达到的技术要求 现如今，世界经济发展快速，工业的机械化和

15、自动化也随着快速发展，气动机械手臂的发展随之越来越高深，已经广泛用在工业自动化的很多行业当中。激烈的竞争也让机械手臂在各个领域都得到了快速的发展，尤其是在很多的自动化生产线上发挥着他重要的作用。世界很多先进的国家都有投入肯定的资源去探讨和开发气动机械手、机械臂在各个领域的应用，足以说明对机械臂的探讨是有价值的。本设计的目的是为了设计出一款简易的，用气缸带动机械臂的运动使其能够自行根据乐谱弹奏曲子的机器人，在设计和制造过程提高我们的思维设计实力和实践动手实力。对于本次毕业设计而言，可以让我们深化了解到气缸是如何运作的，同时还能学会去操控它，在实践过程中检验我们的学习成果。要制造一个可以全自动，自

16、主弹奏曲子的机器人，须要驾驭必要的单片机及气动机械臂的学问，以及肯定的动手实力。在技术上，要有编程实力，编译出可以限制机械手臂运动的代码，使其可以根据人的想法来运行。从大约两千年前人类制造首个自动机起先，机器人学就是一个令人着迷的长久命题，它是科幻、工业与艺术的永恒幻想。对于现有的音乐机器人而言，在渡过眼球效应期后，必定会对其产生更多更新的期盼替代甚至超过人类音乐家的音乐才能与技艺。从这个角度来衡量，智能音乐机器人目前的发展仍旧处于初期阶段，以当前各种音乐机器人已获得的成就来看，可预见令人激昂的前景。1.2本设计在国内外的发展概况及存在的问题 在国外的工业发展来看，特殊是一些经济发展较好的欧美

17、国家，还有亚洲的日本，他们对于机械手臂的探讨较早，已经把机械手臂运用在很多行业的领域。在工业上，可用于从事焊接工作，或是完成组装，装配，搬运等工作。中国对于机械手臂的探讨发展比一些发达国家较晚，但是因为投入了大量的资金和探讨力度，对于机械手臂探讨的差距也在渐渐的拉近，国内的一些气动机械臂也可以在一些领域上做出贡献。在1959年，世界上第一台工业机器人被独创出来，它的独创者是被誉为“机器人之父”的约瑟夫恩格尔伯格。从这时候起先，机器人的发展从理论到现实，实现了许多人对自动化的幻想。机器人的发展始终是一个让人不断追随的科学技术。到现如今发展出来的一个分支-音乐机器人则更加能吸引人们的精神文明需求，

18、机器人已经能在许多地方有超越人类的实力，人们也起先希望能有一批机器人可以在音乐造诣上超越人类或者是创建新的艺术形式，虽然音乐机器人现在还处于发展的初期阶段，但是从目前音乐机器人带来的影响来看，音乐机器人还是有着令人期盼的发展前景。在20世纪60年头，机器人在工业上起先发挥它的作用，这一类机器人称为工业机器人，工业机器人已经被大规模的应用在制造行业。然而，拥有人类外形与机制的类人机器人的研制仍旧是工程学所面临的挑战性命题。与此同时，要实现让音乐机器人犹如一般人类一样拥有自我读取、阅读音乐曲谱和实时演奏伴奏的功能，在目前还在一个比较难做到的阶段，正处于瓶颈期，是亟需冲破的一个难关。随着时间的推移，

19、计算机、人工智能的诞生及发展为音乐机器人在这一功能上带来了技术上的支持，在20世纪80年头，来自日本的高校教授加藤一郎独创出了世界上第一个人形机器人WABOT-1，它以“早稻田高校”的名称来命名，拥有机械制造的手脚，还装置有摄像头和听觉装置，它可以通过眼睛的摄像头来测量详细和辨别方向，双脚虽然迟钝但是仍旧可以做到步行向前，双手也可以搬运物品。在它的基础上，加藤一郎教授于1984年又独创了可以弹奏管风琴的人形音乐机器人WABOT-2。它除了可以弹奏音乐，还在原有的基础上加强了很多功能，比如可以通过“眼睛”的摄像头来识别乐谱，它的“耳朵”也能依据人类的演唱节奏为依据，做到跟随人类的速度来进行伴奏。

20、这在当时是技术上的一个大的突破。在美国约翰霍普金斯高校的科学家就将电流信号传输给机械手，并且能限制机械手做出一系列困难的动作，例如弹奏电子琴。他们将信号处理后，传输给机械手臂，使机械手臂在琴键上弹奏出几段美丽的曲子。英国研发的仿真手指，也具有相同的作用和效果。意大利独创家马迪奥休兹独创出来的弹琴机器人“特奥特罗尼科”，在2011年的时候问世。它拥有19根手指，是人类的近两倍，在机械臂技术的支持下有着超越人类的弹奏速度。后来经过改进后还能做到边弹边唱，甚至还可以和观众互动。当然在这方面国内也是不甘示弱的，在2019年，我国胜利研制出了一支机器人乐队“墨甲”，这是一支具有中国风的机器人音乐表演团队

21、，出自清华高校美院团队之手。团队里有三位“音乐家”，分别演奏不同的乐器，但是他们可以在演奏的时候可以做到近乎完备的协作。同是2019年，在第三届全国智能制造应用技术技能大赛决赛中，闻名品牌格力也向我们展示了他们的弹琴机器人：格力GR606工业机器人。它可以敏捷地弹奏钢琴，并可依据不同的乐谱智能编程，演奏不同风格的音乐。弹琴机器人，或者说全部的能演奏音乐的“艺术家”机器人们，面临的最大的问题或许就是：机器弹奏出来的曲子没有人类世界赋有的感情。随着科学技术不断地发展，气动技术，气动机械臂技术的日益成熟和完善，对于演奏钢琴这种来讲，机器人已经可以做到比人类更快、更精确。但是机器人终归只是个机器，它没

22、有情感意识，演奏出来的曲子只是执行程序按部就班的演奏出来，一首歌曲，无论它演奏一千遍，一万遍，都是同一个声音。或许一起先人们会觉得惊艳，但是久而久之，能让人们产生共鸣的，更多的还是由人类演绎出来的歌曲。1.3本设计应解决的主要问题 目前，要让弹琴机器人能自主弹琴要克服的因素主要有以下三个： A.本设计的主要原理是以51单片机为核心，为了达到限制电磁阀的目的，须要做一个驱动来带动电磁阀。因为单片机本身的引脚只有二十毫安，而电磁阀则须要一个1安左右大的电流驱动，光凭单片机自身的电流是不能够带动电磁阀的。B.在弹琴机器人的时间方面，本设计确定运用单片机内部定时器。我们选用的是16位定时器来定时。由于

23、弹琴机器人在演奏的时候，前一个音符和后一个音符之间存在肯定的间隔时间，这个时间是不定的，因此在这须要进行一个对时间间隔的调整。 C.依据程序完成在单片机仿真上的调试，记录调试过程中的数据以及实现效果并进行分析。这个调试过程是比较困难和繁琐的，在调试过程中须要反复测试，须要调试人员的耐性和细心。然后进行实物程序测试，找出问题，并进行分析。 2本设计 （1）本设计运用气动机械手臂模拟人类的手指来进行演奏，在传统机械手臂的基础上，增加气缸、气泵和其他气动元件，组合起来就是新型的气动机械手臂。和一般的机械臂比较，它拥有自由程度高，可控性高，反应速度高和传动速度快等优点，但是在力气传递这方面不足传统的机

24、械手臂，同时维护成本也要高出许多。同时气动机械手臂是工业上应用较多，通过将空气压缩后产生的能量转换为动能，从而完成气缸等执行元件的运动，带动机械臂各部件完成相关动作。机械臂运用的启动装置大体由动力机构、协助机构、限制机构和执行机构组成。动力机构主要是用气泵压缩空气为系统供应压缩力的结构，协助机构主要是对气源进行过滤、传导等协助功能，限制结构通过限制阀变更压缩空气的压力、流淌方向以及流量，执行元件通过气缸、旋转缸来完成指定动作。（2）就某一气缸来说，其动作状态主要取决于电磁换向阀的电磁铁是否得电以及得电后持续多长的时间。其工作过程是：气缸伸出活塞杆使机械臂运动敲击琴键而且保持伸出的状态，并且同时

25、计时器起先计时，当设定的延时时间到了以后，电磁换向阀换向，气缸就会缩回，而且这时候琴键也是复位，转到下一个音符所对应的气缸伸出活塞杆并敲击琴键。依次下去，多个气缸轮番运作，就能够做到完成一首曲子的弹奏。2.1设计方案 在进行机械手臂限制系统设计过程当中,首先要针对机械手臂限制系统内部的硬件结构进行具体设计,其次针对软件结构进行设计,再进行硬件结构和软件结构设计,完成之后要开展仿真模拟试验。事实上,机械手臂限制系统是由机械系统和电气系統共同组成的。而我国当前许多企业在进行机械手臂应用过程当中,针对机械手臂限制系统的设计时,所选择的限制单元是运用单片机进行限制。有的企业则是运用PLC对机械手臂的应

26、用进行限制。本设计所采纳的是以单片机作为限制单元,对机械臂进行具体限制,并建立一个科学合理的限制系统。在进行整体机械系统设计过程中,首先要充分考虑到机械系统的动作设计。在进行软件设计过程当中,要依据当前机械手臂限制系统的要求与功能进行软件编程。针对限制系统进行软件编程,不单单须要在软件程序当中实现机械手臂限制系统的功能与要求,也须要保证所设计的程序内部具有更多的功能,比如仿真功能,检测功能,限制功能等等,这些功能不单单要在实现限制系统功能的基础之上使机械手臂工作更为流畅,也能对限制系统进行更好的监测与限制。2.2设计原理 本设计的基本也是原理是以51单片机为核心，在PC端编写好程序后烧录至51

27、单片机内，从而限制气动电磁阀再到气缸、机械手的运作。在这个过程中，须要一个外置驱动进电，运用气泵进气，气缸有一个推动动作，限制机械手动作做出弹琴指令。将这个动作循环多次，变更输出的音调，就能使弹琴机器人完整的弹奏一首曲子。系统运作循环流程如下：PC（编写程序）51单片机系统（运行奏乐程序）气动电磁阀（限制气缸排气）气动电磁阀（限制气缸排气）气缸推动（限制手指、输出琴声）外置驱动进电（气泵供气） 图1 系统原理图 2.3方案、型号选择 2.3.1方案选择 在确认了以单片机、电磁阀、外置驱动、气缸为主体雏形后，就是在硬件上的选型问题了。首先在单片机的选择上，起初是准备在STM32单片机和STC89

28、C52单片机两种型号中选一个在本设计中运用，最终在探讨之后确定运用STC89C52单片机。因为STC89C52单片机虽然在速度、功能上没有STM32单片机强大，但是也对应的比较简洁，简单入门，比较简单限制和具有不错的稳定性及抗干扰实力，这是选择STC89C52单片机的主要缘由。在时间方面采纳单片机内部定时器，干脆运用16位定时器。因为用16位定时器中的计数器容量大，产生的数据的辨别率(精度）高。另外要使电磁阀进行开和关须要一个1安左右的大电流驱动，单片机本身的引脚带不动这个电流，因此须要一个大电流驱动，本设计选择了tip42三极管。在电磁阀选型上，选择了常见的4V210-08型二位五通电磁阀。

29、二位五通电磁阀在实际应用中非常普遍，通常与单作用气动执行机构配套运用，在生产中可用来接通或切断气源，从而对气动限制的气路进行切换。有单线圈限制、开关快速；零压起动、性能稳定；专制线圈、不易烧毁等特点。4V210-08电磁阀的型号示意图： 图2 4V210-08型号示意图 4V210-08电磁阀的动作示意图： 图3 4V210-08电磁阀动作示意图 4V210-08电磁阀的的内部结构图： 图4 4V210-08电磁阀内部结构图 电磁阀接口处的字母是代表接口的代号： “P”：压力介质的入口，一般接压缩空气气源。“A”、“B”：A、B阀是电磁阀的输出口，是用于连接气缸等其他下级设备的，连接后用于进气

30、或者排气则是看详细的状况来定。“R”、“S”：电磁阀的泄放口，用于排出汽缸内的空气，由于只是用于排气不用于进气，所以一般可以不用连接管子。4V210-08电磁阀工作原理：1.4V210-08电磁阀属于二位五通、单电控型2.二位指的是两个工作位置。3.五通是指一个进气口，两个工作口，两个排气口。4.当进气口进气时为初始状态，进气口P跟工作口A相通，此时A口处于工作状态。5.给电信号后，线圈得电，电磁阀换向，此时P口跟B口相通，B口处于工作状态，A口排气。6.一般电磁阀是来限制气缸或者分割气路的，单电控靠弹簧复位。本次毕业设计所用到的气缸为MAL迷你气缸,型号为MAL3250，32是指气缸内直径为

31、32mm,气缸活塞走的行程为50mm,即气缸活塞来回运行的距离为50mm。MAL迷你气缸有以下优点:MAL气缸由不锈钢为原料制造而成，具有较高的硬度，不易被氧化腐蚀；有各类后盖样式可以选择，可以让气缸的安装变得更简洁；气缸整体结构为铆辊包装，具有更高的连接稳定性；另外还具有高密度的优点，使气缸更加稳固，运用寿命长，不易损坏。2.3.2分析问题 在面对这些问题的时候，小组成员们经常在一起探讨可行的解决方法，通过从网上，书籍或者是同学之间相互沟通和询问老师等途径，初步找到了解决问题的一些好方法。a.单片机自身的引脚电流不够大，那我们就给它加上一个驱动，放大他的电流，使其可以限制电磁阀的开和关，由于

32、对驱动不了解，只能到网上去查阅资料，最终确定运用tip41三极管，相对于其他驱动来说，这款驱动的电流要更大一点。 b.对于定时器和程序的调整方法，这一点没有什么捷径可以走，只能通过我们一步步地去测试和修改再调试。 2.3.3设计过程 要让弹琴机器人可以运作起来，首先要把单片机部分做好，单片机作为本次毕业设计的核心，是最重要的一个地方，因为只有把单片机的编程写得好了，弹琴机器人才有可能正常的运作。虽然在这次毕业设计中，本人在小组内主要负责的是钢琴机器人的硬件部分，因此本人须要做的工作侧重于硬件的焊接和组合安装。但还是要与组员紧密协作，软件和硬件的设计进度要保持平衡。软件和编写是为了操控机械臂，硬

33、件方面出问题也要刚好反馈回去，所以和组员的协作和沟通是非常重要的。硬件设计方面，在进行硬件设计过程当中,首先要针对单片机进行具体的设计。当前所设计的限制系统当中,单片机是限制系统的核心限制装置,在进行单片机选型时,首先定要充分考虑到单片机的端口功能复量杂性,因为许多限制系统进行设计过程当中,拥有着不同的限制功能,就须要选择不同类型的单片机进行程序设计,检测单片机功能是否正常运行。接下来是PCB板的设计，PCB板在本次毕业设计中是非常重要的。在得到原理图之后，便可以进行PCB板的设计与绘制。因为设计过程中要依据原理图来布置元器件和大致的走线。并且在进行设计之前要先确定板型的尺寸，所以在绘制PCB

34、板的过程中，最重要的是布局、布线的过程，合理的布局会让布线也变得简便，在布局、布线的时候要符合PCB的基本原则，然后进行覆铜操作，完成之后再检查一遍有无错误，发觉错误要刚好改正。在确定了完成本次毕业设计所须要的工具和材料的选型后，便要起先进行工具和材料的购买了。这对于网上购物如此发达的中国来讲，是一件非常简洁且高效的事情。由于经费等缘由，在选型时尽量选择了价格较为便宜的产品，当然这并不影响我们本次毕业设计的结果。本次设计所用到的主要实物图如下： 图5电磁阀、气缸实物图 图6 4V210-08详图 除此之外还有驱动和电容等其他的小零件，不过麻雀虽小五脏俱全，这些小零件也是本次毕业设计不行或缺的一

35、部分。在拿到了本次毕业设计所需的实物和材料之后，就要起先进行实物的安装和焊接了。制造一个实物的难点有两个地方，一是PCB版的焊接，对于部件的焊接要特别的细心。在进行焊接工作前有两个打算工作要先做好。首先要把全部须要用到的元件检查一遍，把全部元件先放在一起，看看有没有哪些须要用上的元件漏了没打算好，刚好进行查漏补缺。元器件等材料的数量对的上后，对元件的型号、规格进行细致的检查，还须要对元器件是否损坏做一个排查，以免在全部元件焊接好后要更换元器件，造成不必要的麻烦。其次，要打算好我们的电烙铁和焊锡丝，最好还要打算好松香和吸锡器作备用工具。放置旧了的电烙铁头部会产生氧化反应，在起先焊接之前要使电烙铁

36、焊接处头部保持光滑干净清洁，这时要给电烙铁做一个上锡处理，先用细砂纸打磨电烙铁，将电烙铁铁头打磨至光亮状态，然后加热电烙铁，加热的温度不用太高，随即将其插入松香，粘上松香之后就可以用焊锡丝去涂抹电烙铁铁头，在其表面镀上一层锡。这样做可以使电烙铁铁头不会被氧化，并且能起到更简单沾锡的作用，也有利于我们接下来的焊接工作，会变得简单便利起来。把全部打算工作打算好后，就可以起先焊接了，焊接的依次为：先插入元器件，起先焊接，检查元器件是否焊接完好，然后修剪引脚。要先把电阻焊接上去，再到电容。焊接的过程中，前面焊接的元器件不要阻碍到后面元器件的焊接，焊接的时候最好可以做到整齐有序，元器件整体与水平线保持平

37、行状态，修剪引脚的时候也要两边对齐。在安装电容或者其他有极性的元器件时，肯定要分清晰正负极，一旦出错不仅会损坏元器件，还有可能发生爆炸等危急反应，这一点要特殊留意。安装好后还要测试电路是否能完整运行，检查有没有焊接不到位的地方，或是连接线路与设计好的电路不一样。可以用万用表检测线路是否闭合或者是短路、短路的一个状态。假如出现问题了，要刚好修正。在电路板焊接完成后，接下来就是把各个部件组装起来，首先把电磁阀和PCB板连接起来，让单片机可以限制电磁阀。然后把气缸与电磁阀的进气阀门连接起来，再把电磁阀与气缸相连。连接完整之后我们的弹琴机器人已经可以起先工作了，此时要调整气缸到电子琴的距离，因为把气缸

38、固定到了琴架上，琴架到钢琴之前还有一段距离要把控，既不能考的太近，也不能靠的太远。须要渐渐的调试才能达到最佳的效果。在找到合适的位置之后，还需把气缸固定住，保持气缸在运作的时候，不会偏离原定的工作线路。3.结论 本次课程设计用到的核心处理器为89C52单片机，在运用单片机的基础上，通过运用外接驱动的方式，来放大引脚电流。在完成毕业设计的过程中，本人主要负责硬件部分的完成，包括电磁阀的设计和PCB板的设计，以及后续PCB板的焊接和组装，让PCB板可以顺当执行单片机发出的指令，使硬件的功能得到该有的动作。也使后续的电磁阀和气缸可以顺当运作。由于PCB板一旦制作完成，不像万用板一样可以随意更改。假如

39、要更改就只能重新制作，一旦出错不仅加大了花费，并且让我们的整体效率降低，因此PCB板的设计是非常重要的一个环节。在完成毕业设计的过程中，熬炼了自己的动手实力，以及加深了对气动技术和关PCB学问的了解，对自己的综合实力有很大的提升。本次课程设计过程中，从一起先该如何去实现能弹琴的机器人的初步思路，再到后续深化探讨的详细方针，以及在实物制造过程和论文的编写过程中，导师都供应了细致、耐性地指引和教育，在指导的过程中教会了我要有一颗学以致用的心，在学习的过程要有严谨、科学的看法，学习的过程要保持一个可以独立思索的状态，在遇到瓶颈的时候也要学会向其他人虚心请教，在学习的过程中不仅丰富了自己的学问，还熬炼

40、了自己独立思索的思维实力。经过小组成员们一起的不懈努力，在查阅资料、小组内探讨以及在老师的帮助下，我们最终还是把这个我们曾经一度无从下手，不知到要用什么方法去实现的弹琴机器人毕业设计给完成了。通过这次毕业设计让我了解到了更多关于单片机和气动技术方面的学问，在这个过程中还接触了很多新的东西，比如说电磁阀和气缸以及他们的组合运用，学习这方面的新学问，不仅仅是用在毕业设计上，还能在以后生活中发挥它们的作用，终归技多不压身。气动技术经验了这么一个漫长的过程，在气动技术基础上而生的气动机械手已经迎来了它在工业上的春天，在各种各样的高危或精密行业发挥着它举足轻重的作用。气动技术在运用上，也不仅仅只用于工业

41、行业上，渐渐的在我们的生活中也运用开来，这也让我不禁感慨人类学问的宏大之处。目前看来，世界上的气动技术、气动机械手臂的发展还是处于美国、日本和欧盟的领导状态，犹如三国时期的“三足鼎立”。相比较于这些国家，我国在气动技术这方面的发展时间比较晚，在工业上的普及程度也有肯定的差距，不过我国已经投入了较多的资源和精力在气动技术上来，经过这些年来的发展，我国的气动技术水平与发达国家之间的差距也越来越近。我信任，在不久的将来，我国的气动技术、气动机械臂技术将会追上他们。而我们作为当代高校生，也应当为了祖国各方面的强大去努力，为探讨高新技术，在平常不断的巩固自己的基础，为更美妙的将来努力奋斗。 参考文献 1

42、 王宣银.气动机械臂的限制原理及其实现J.机械工程师,2001(2):29-31. 2 齐爱霞.气动机械手臂的关键技术特点及限制方式探讨J.农机运用与修理,2019(7):35-36. 3 吴南.自动机械手臂限制系统设计J.轻工科技,2019(8):77-78. 4 陶湘厅,袁锐波,罗璟.气动机械手的应用现状及发展前景J.机床与液压,2007(8):226-228. 5 鲍燕伟,吴玉兰.一种通用气动机械手的限制设计J.机床与液压,2006(9):166-167,169. 6 付晓东. 音乐机器人的发展历史与技术成果J. 演艺科技, 2015(05):34-39. 7 任美玲 陶大锦. 机械臂的

43、探讨与进展J. 出国与就业(就业版), 2012(02):86-86. 8 江志. 机器人的历史J. 中国青年科技, 2003(11):37-38. 9 付晓东. 音乐人工智能的伦理思索算法作曲的“自律”与“他律”J. 艺术探究, 2018(5):5-5. 10 胡柯. 机器人革命J. 小康：财智, 2016(5):4-4. 谢 辞 时间匆忙，最终一门高校课程毕业设计在不知不觉中即将结束，我的高校生活到这里也快要结束了。这段时间，通过与组员的沟通和沟通，参考相关文献，结合所学的专业学问，最终完成此次毕业设计。对我而言，这是一个少有的挑战和自我提升的机会。在这过程中，我更加深化的理解所学过的专业学问，将理论结合实际运用在一起。同时也学习了新的学问，在本次毕业设计中涉及到的一些学问是以前没有学习或者接触过的，在着手进行毕业设计之前只能自己提前去学习这方面的学问。在这个过程中增加了自己的专业学问，熬炼了自己阅读文献的实力，在这个过程中得到了同学和老师的帮助，在这里也要感谢自己的组员和老师的帮助。 附 录 附录1 图7 单片机原理图一 图8 单片机原理图二 图9 PCB板电路图 图10 气路图 图11 PCB板实物图 图12 弹琴机器人实物图