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根据单片机操控的六自由度主动寻迹机械人的规划与完成

摘要:随着自动化技术的普及,为了解决工厂劳动力缺乏的问题,利用MSP430芯片控制能力强,设计灵活,以及编程语言易于修改等优点,采用软件设计和硬件设计相结合,设计了该六自由度自动寻迹机械人,以便进行物

摘要:跟着主动化技能的遍及,为了处理工厂劳动力缺少的问题,运用MSP430芯片操控才能强,规划灵敏,以及编程言语易于修正等长处,选用软件规划和硬件规划相结合,规划了该六自由度主动寻迹机械人,以便进行物科转移作业,运用编辑器作业程序、调试时刻、作业的过程,将写好的程序导入仿真硬件电路中,查看是否与规划要求的共同,该规划具有功用安稳,功耗低,价格低廉,安全牢靠,操作便利等特色。

关键词:六自由度;主动寻迹;机械人;单片机

今世科学技能开展的特色之一便是机械技能,电子技能和信息技能的结合,机器人便是这种结合的产品之一。现代机器人都是由机械开展而来。与传统的机器的差异在于,机器人有计算机操控体系,因而有必定的智能,人类能够编制动作程序,使它们完结各种不同的动作。六自由度主动寻迹转移机器人便是其间一种,这种转移机器人不光能够替代人的某些功用,有时还能超过人的膂力才能,能够24小时乃至

更长时刻接连重复作业,还能够接受各种恶劣环境,因而,转移机器人是人体部分功用的延伸和开展。

本规划首要运用单片机MSP430作为操控中心,直流电机、热释电型红外传感器等相结合的体系。它充分发挥了单片机的功用,其长处硬件电路简略,软件功用完善,操控体系牢靠,性价比较高级特色,具有必定的运用和参考价值。

1 体系原理

1.1 主动寻迹模块的体系原理

本规划中主动寻迹模块首要由单片机及其外同电路、红外寻迹电路、直流电机操控电路等组成。正常作业时,单片机循环检测红外寻迹电路输出信号,据此产生直流电机操控信号,当体系检测到作业办法产生改动时,体系进入相应办法。其原理框图如图1、图2所示。

根据单片机操控的六自由度主动寻迹机械人的规划与完结

1.2 六自由度机械手模块的体系原理

体系的规划选用模块化的办法,将机械于划分为基座、手臂、手腕、手部4部分。操控器以MSP430单片机为主操控器,详细操控部分框图见图3。

根据单片机操控的六自由度主动寻迹机械人的规划与完结

2 体系规划

2.1 主动寻迹模块硬件规划

1)根本单片机体系

寻迹机器人体系的操控中心,一般状况下以MSP430单片机片内的根本硬件资源为主,有必要时再扩展部分外部器材。在本规划中需求完结的操控比较简略,以单片机片内的根本硬件资源彻底能够完结,因而不需扩展。

2)扩大信号电路

选用LM324操控,LM324是四运放%&&&&&%,它选用14脚双列直插塑料封装,内部包含四组方法彻底相同的运算扩大器,除电源共用外,四组运放彼此独立。

3)电动机驱动电路

所选用的电动机为一般的直流电机,在MSP430单片机的操控下,可接一个电机驱动芯片或许通过其他的一些原件可使电机滚动。本体系为了规划简略,选用其他办法替代了电路驱动芯片。

2.2 六自由度机械手模块硬件规划

六自由度机械手是由6个伺服电机驱动的机器手臂。除了构成手臂的4个关节、手腕1个关节外,再加上手部的夹持,完结了1个机械手的机械结构。

该操控模块选用5 V直流电源分别为单片机和机械手臂的电机供电,电路包含手动复位电路、晶振电路、矩阵键盘、用以操控单片机转角的操控的独立键盘、伺服电机接进口,并可通过显现屏显现被选电机标识号和该电机滚动的视点。

3 软件规划

本体系的软件规划面向硬件,选用C言语编程。最首要部分是单片机操控电机滚动(包含正转回转)、时刻的推迟和PID算法,详细的规划流程图见图4和图5。

根据单片机操控的六自由度主动寻迹机械人的规划与完结

4 体系调试

1)程序编完后,对代码细心逐行查看。查看代码的过错,树立自己的代码查看表,对常常易错的当地进行查看。查看代码是否契合编程标准。

2)调试程序看是否能仿真,假如作业正常再将在编译器中调试好的程序烧写至单片机。

3)在接上电源时,调查全体电路是否依照估计规划的运作,电机是否正转,电机是否回转等。可根据电路的作业状况推测出程序犯错的部分,修正程序后再通过编译器调试后烧到单片机,重复检测直到能作业彻底正常。

5 结束语

本体系为单片机的寻迹机器人体系,首要运用单片机MSP430作为操控中心,直流电机、舵机、一体红外接纳头号相结合的体系。这个体系软硬件规划简略,易于开发,严格操控各种元件的收购本钱,所以价格低廉,安全牢靠,操作便利。

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