【正文】 ................................................................................. 24 .............................................................................................................. 24 數(shù) 據(jù)存儲器 .............................................................................................................. 25 . 并行 I/O 口 ............................................................................................................ 25 鍵盤顯示電路 ....................................................................................... 26 硬件電路設(shè)計 ....................................................................................... 27 本設(shè)計硬件電路簡介 ............................................................................................... 27 各芯片的地址計算 .............................................................................................. 28 本設(shè)計硬件電路圖 ................................................................................................... 28 步進電機的控制程序 ........................................................................... 28 .................................................................................................................. 28 .................................................................................................................. 28 小結(jié) ........................................................................................................ 30 第 5 章 并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)仿真 ..................... 31 有關(guān)內(nèi)容介紹 ......................................................................................... 31 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 3 OpenGL 介紹 .............................................................................................................. 31 計算機輔助設(shè)計簡介 ................................................................................................. 33 編程軟件 C++Builder 簡介 ........................................................................................ 34 .............................................................. 34 需求分析 ..................................................................................................................... 34 總體設(shè)計過程及思想 ................................................................................................. 34 每一模塊的功能及實現(xiàn) ............................................................................................. 35 ........................................................................... 37 的工作場景設(shè)置 ........................................................................................... 37 并聯(lián)機構(gòu)三維模型的建立 ......................................................................................... 39 模型的渲染 ................................................................................................................. 40 實時動態(tài)仿真的實現(xiàn) ................................................................................................. 40 ................................................................................................ 41 ................................................................................................ 41 結(jié) 論 ........................................... 42 致 謝 ........................................... 43 參考文獻 ......................................... 44 附 錄 ........................................... 45 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 4 第 1 章 緒論 概述 人類的歷史就是不斷認識世界和改造世界的歷史，是生產(chǎn)力發(fā)展的歷史。并聯(lián)機器人由于結(jié)構(gòu)的限制不容易實現(xiàn)靈活工作空間，針對這一特性，文中提出了并聯(lián)機器人的靈活度和靈活空間等性能指標(biāo)的概念。早在 15 世紀(jì)霍美羅斯著的《伊利亞》一書中，就出現(xiàn)了“機器人”。如果要移動一個很重的箱子，人們習(xí)慣用兩個手臂同時工作，這種幾個運動鏈并行工作的概念應(yīng)用到機器人上就產(chǎn)生了另一類機器人 — 并聯(lián)機器人。 并聯(lián)機器人的特點、發(fā)展過程、現(xiàn)狀 并聯(lián)機器人與串聯(lián)機器人相比具有一些獨特的性能，如剛度高、承載能 力高、速度高、驅(qū)動電機在機架上而使活動構(gòu)件的質(zhì)量輕，它早已引起了國際上長期的關(guān)注，并給北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 5 予了大量的研究。 圖 11 著名的 Stewart平臺機構(gòu) 圖 12 基于 Stewart平臺的飛行模擬器 圖 13多媒體全真動態(tài)駕駛模擬器 虛擬軸數(shù)控并聯(lián)機床 :虛擬軸六自由度數(shù)控機床是并聯(lián)機器人在制造業(yè)中的一個重要應(yīng)用。虛擬軸數(shù)控機床的可能應(yīng)用前景還有 :以螞蟻啃骨頭方式對大型構(gòu)件進行加土或最后精整，靈活布置進行測量或裝配和對實體模型進行數(shù)據(jù)采集或精修等等。哈爾濱工業(yè)大學(xué)用六自由度的并聯(lián)機構(gòu)研制成了壓電陶瓷驅(qū)動六自由度并聯(lián)微動機器人 。 步行器的腿 :在實際應(yīng)用中，很多場合并不是需要實現(xiàn)六個自由度剛體的運動，如爬壁機器人的步行執(zhí)行機構(gòu)，僅僅需要兩個或三個自由度。河北工業(yè)大學(xué)的高峰教授通過研究機構(gòu)的數(shù)綜合，即研究在滿足一定要求的機構(gòu)自由度前提下，機構(gòu)將由多少個運動副和多少個構(gòu)件來組成。也有把若干三自由度并聯(lián)機構(gòu)串聯(lián)起來應(yīng)用的，如把空間 3RPS。 近幾年人們又開始探索用平面二 、 三自由度并聯(lián)機構(gòu)作為并聯(lián)機床的結(jié)構(gòu)，平面并聯(lián)機構(gòu)的被動鉸鏈通常是轉(zhuǎn)動副，其制造技術(shù)相對比較成熟，且易達到較高精度，因此基于平面二 、 三自由度并聯(lián)機構(gòu)的并聯(lián)機床是當(dāng)前研究的熱點之一。 圖 22 機器人結(jié)構(gòu)簡圖和尺寸參數(shù) 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 11 位置分析 如 2所示，建立固定坐標(biāo)系 XYO? 與固定平臺固接，原點 O 位于固定平臺幾何中心。 力可操作度 如操作力矢量為一單位圓，則力雅可比矩陣將末端單位圓映射為一個橢圓，關(guān)節(jié)力橢圓的大小、形狀基本上反映了 關(guān)節(jié)力矢量的特征。在這里定義綜合變形敏感度作為評價末端變形大小的性能評價指標(biāo)，其表征末端變形橢圓與操作空間力矢量單位圓面積之比，其定義為： ? ? 2cTcc ?? GG (21) 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 其全域性能評價指標(biāo)為： dwdwkkwcwgc ??? (22) 如希望在給定工作空間內(nèi)，對特定外力負載，末端變形最小，則應(yīng)有 gck 最小。在這里，構(gòu)造一種新的綜合性能評價指標(biāo)，即 gvsgcgeggdsy n kkkkkkk ?? (30) 如希望在工作空間全域內(nèi)，該機器人機構(gòu)的綜合性能最優(yōu)，則應(yīng)有 synk 最小。由式 (14)、 (16)、 (18)、 (20)、 (22)、 (28)和 (30)可確定在最優(yōu)尺度下該機器人的各項性能評價指標(biāo)的值。具體的裝配圖見附 錄。降低到 176。 步進電機的控制 根據(jù)步進電機的工作原理，先按順序給步進電機的繞組施加有序的脈沖電流即可控制步進電機的轉(zhuǎn)動，從而進行數(shù)字到角度的轉(zhuǎn)換。 步進電動機及減速齒輪的選擇 ： 步距角 a mkza /360 ?? 式中 m—— 步進電動機的相數(shù) z—— 步進電動機轉(zhuǎn)子齒數(shù) k—— 與通電方式有關(guān)的系數(shù)（當(dāng)通電方式為單拍時 k=1； 當(dāng)通電方式為雙拍時 k=2） 步進電動機包括永磁式電動機和功率式電動機，由于功率式電動機有點明顯，故本設(shè)計采用功率式電動機。 第 4 章 機器人控制系統(tǒng)的設(shè)計 單片機概述 隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展 , 單片機已經(jīng)發(fā)展成為一個品種多樣、功能豐富的開發(fā)工具。目前 , 單片機正朝著高性能和多品種方 向發(fā)展趨勢將是進一步向著 CMOS 化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。而哈佛結(jié)構(gòu)是一種將程序指令存儲和數(shù)據(jù)存儲分開的存儲器結(jié)構(gòu)。它很容易使機電一體化產(chǎn)品智能化，小型化，過程控制自動化，再不顯著增加產(chǎn)品的體積，能耗及成本的情況下，大大增加其功能，提高其性能 。 XTAL2： 內(nèi)部晶體振蕩電路的反相器輸出端。 由 RD和 WR信號作為擴展數(shù)據(jù)存儲和 I/O的讀選通，寫選通信號。 Q7～ Q0：八位數(shù)據(jù)輸出線。此方法是最常用的存儲器地址分配的方法，能有效的利用存儲器空間，適合于大容量多芯片的存儲擴展。 數(shù)據(jù)存儲器 8031 內(nèi)部有 128 字節(jié)的 RAM 作為數(shù)據(jù)存儲器，不能滿足控制系統(tǒng)的要求，本設(shè)計采用 6264 擴展 8KB 的數(shù)據(jù)存儲器。 如圖43 所示。當(dāng)該信號為高 電平時，外部數(shù)據(jù)選通到內(nèi)部鎖存器，負跳變時，數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器中。 8031內(nèi)部無程序存儲器，需要外接 EP