【正文】 CC PFP 類 別 V56 20 22 16 I 地端： 0V 基準 VCC EA 40 44 38 I 電源端：正常操作、空閑、掉電狀態(tài)的供電 ~ 39~32 43~36 37~40 I/O P0 口：為開漏 結(jié)構(gòu)的準雙向口，是 80C51 并行總線的數(shù)據(jù)總線和低 8 位地址總線；不作總線使用時，也可用作普通 I/O 口 ~ 1~8 2~9 40~44 1~3 I/O P1 口：帶內(nèi)部上拉電阻的準雙向口 ~ 21~28 24~31 18~25 I/O P2 口：帶內(nèi)部上拉電阻的準雙向口，是并行總線的高 8 位地址線，不作總線地址線時，也可用作普通I/O 口 ~ 10~17 11， 13~19 5， 7~13 I/O P3 口：帶內(nèi)部上拉電阻的準雙向口，具有復用功能，除作普通 I/O口外，還可作以下用途： RXD， UART 的串行輸入口，移位寄存器方式的數(shù)據(jù)端 TXD， UART 的串行輸出口，移位寄存器方式的時鐘端 INT0：外部中斷 0 輸入口 INT1：外部中斷 1 輸入口 T0：定時器 /計數(shù)器 0 輸入口 T1：定時器 /計數(shù)器 1 輸入口 WR：片外 RAM“寫 ”控制信號 RD：片外 RAM“讀 ”控制信號 RST/V 0 10 4 I 復位端：高電平有效復位，在復位端上保持兩個機器周期的高電平即可完成操作 ALE/PROG 30 33 27 I/O 地址鎖存允許 /編程脈沖輸入端：訪問外部存儲器時，提供 P0 口作為低 8 位地址的鎖存信號；編程寫入時，作為編程脈沖輸入端；正常操作時，輸出時鐘振蕩器的取指揮制端 PSEN 29 32 36 O 外部程序存儲器選通信號：使用外部程序存儲器時，作為外部程序存儲器的取指控制端 VPP /EA 31 35 29 I 內(nèi)外程序存儲器選擇 /編程寫入電源輸入端 EA=0 時選擇訪問外部程序存儲器；編程寫入時輸入編程電壓 VPP XTAL2 18 20 14 O 諧振器端口 2：時鐘振蕩器反相放 第 29 頁 大器輸出端 XTAL1 19 21 15 I 諧振器端口 1：時鐘振蕩器反相放大器輸入端 表 51 單片機各管腳功能 此外， AT89S52 設(shè)計和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過軟件設(shè)置省電模式。地址范圍 00H— FFH(256B)有數(shù)據(jù)存儲、通用工作寄存韶、堆棧、位地址等空間， (3)I／ 0 端口： 89S52 系列單片機具有 4 個 8 位 I／ O 端口，分別為 P0、 PP P3。同步在通信的兩端使用同步信號作為通訊的依據(jù)；異步則使用起始位（ start bit）及停止位（ stop bit）作為通訊判斷。 設(shè)氣缸工作氣壓值為 。圖 44 為雙活塞桿雙作用氣缸的職能附號。圖 43 為三位四通電磁閥的職能符號。在氣壓傳動中使用最廣泛的是葉片式、活塞式氣動馬達。與液壓方式相比，氣動方式可在高溫場合使用。 4) 可靠性高，使用壽命長。本書重點介紹氣閥控制系統(tǒng)。 由于氣動技術(shù)相對而言于機械傳動、電傳動及液壓傳動而言有許多突出優(yōu)點，因而近年來發(fā)展十分迅速，現(xiàn)在氣動技術(shù)結(jié)合了液壓、機械、電氣和電子技術(shù)的眾多優(yōu)點，并與它們相互補充，成為實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的一個重要手段，在機械、冶金、紡織、食品，化工、交通運輸、航空航天、國防建設(shè)等各個部門已得到廣泛的應(yīng)用。 螺釘?shù)募羟忻娣e是 S= 2 /4=* /4=*105? τ=F/4S=*10 5? *4= 故螺釘強度驗算合格。 托盤一與托盤二之間通過托盤一上的軸與安裝在托盤二上的軸承配合連接，主要是托盤一還要起到帶動整個機器人旋轉(zhuǎn)的作用。而托盤三上的一組雖然也可以站立，但它產(chǎn)生的力矩相對較小，一般不采用它站立，只是用它來行走。 同理，也可以向下運動。 對于第一個問題我采取的措施是使用了吸盤，通過吸盤的吸力使機器人吸附在墻壁上。 2）直 角管接頭 用來連接腿與橫梁。 7．吸盤 外購件，抓住墻面的主要力量來源，機器人靠它吸附在墻面上。當機器人想轉(zhuǎn)彎時，由它旁邊的小齒輪帶動，可以向各方向旋轉(zhuǎn)，從而達到轉(zhuǎn)彎的目的。所以，根據(jù)機器人功能要求，本設(shè)計確定采用氣壓傳動作為機器人動力，完全可 以滿足荷重要求，也有利于使機器人自重控制在范圍內(nèi)，同時氣源又可以滿足清洗、噴涂等作業(yè)的用氣需要。在機器人上方安置 5 個超聲波探頭，可同時測量 5根管子的壁厚，并且紀錄在案，一旦檢測到壁厚過薄，能自動報 警并做標記，便于維修。 d) 負重能力： 40kg。電氣控制柜是整個控制系統(tǒng)的核心，包括一套 STD 工業(yè)控制機，兩套交流伺服單元，開關(guān)電源、繼電器等。 圖 15 機器人正在噴漆作業(yè) (2) 系統(tǒng)組成及功能 1) 機器人本體：實現(xiàn)在罐壁上的吸附與移動，并有足夠的承載能力，以攜帶噴砂噴漆裝置完成防腐作業(yè)。在履帶一周上安裝有數(shù)十個永磁吸附塊，其中的一部分緊緊地吸附在壁面上，并形成一定的吸附力，通過履帶（由鏈條和永磁塊組成）使機器人 貼附在壁面上。為適應(yīng)不同的女兒墻高度，采用保險桿高度可進行調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)形式。 g) 作業(yè)功能： 帶清洗幕墻玻璃的刷子與刮板，可進行 8mm 以上厚度的玻璃幕墻（無突起物）的清洗作業(yè) 。電機選用北京微電機公司生產(chǎn)的稀土永磁直流力矩電機 70LYX03，驅(qū)動器采用線性 DC 電機轉(zhuǎn)速控制器 。 g) 作業(yè)功能：攜帶高壓水槍、旋轉(zhuǎn)刷可實現(xiàn)清洗作業(yè)自動化。 1994 年 開發(fā)的 CLRI 型壁面清洗爬壁機器人，是專為瓷磚壁面的清洗而設(shè)計制造的，已提供給北京、深圳、香港等地。利用攝像機構(gòu)成機器人的視覺系統(tǒng)，用來檢查路徑上的障礙和機器人運動的工作狀態(tài)，以便進行遙控。 負壓的控制通過調(diào)節(jié)真空泵的電機電壓來改變電機的轉(zhuǎn)速，同時采用負壓傳感器作為檢測元件，實時檢測負壓的變化，為調(diào)整壓力提供依據(jù) .設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥改變機器人本體內(nèi)的真空度，可防止真空泵因腔內(nèi)真空度過高而冷卻空氣較少而發(fā)熱。移動方式有車輪式、履帶式和足腳引式（分兩足和多足）等：車輪式移動速度快、控制靈活，但維持一定的吸附力較困難；履帶式對壁面的適應(yīng)性強，著地面積大、不易轉(zhuǎn)彎；腳步行式移動速度慢，但帶載 能力強．根據(jù)不同的吸附與移動方式可以組成多種不同形式的壁面移動機器人。 我國從 1987 年實施國家 “863” 高技術(shù)研究發(fā)展計劃以來，把智能機器人確立為自動化領(lǐng)域的主體之一，在特種機器人、機器人應(yīng)用工程、機器人基礎(chǔ)學科等方面取得了很大成績 。 (2) 石化企業(yè)：對圓柱形大罐或球形罐的內(nèi)外壁面進行檢查或噴砂除銹噴漆防腐 。 單吸盤輪式壁面爬行機器人 我們研制的單吸盤輪式氣囊密封裝置的壁面移動機器人，有吸附機構(gòu)和移動機構(gòu)兩大部分，如圖 1 所示 .移動機構(gòu)由電機、減速器、車輪構(gòu)成，吸附機構(gòu)包括真空泵、壓力調(diào)節(jié)閥、密封機構(gòu)等。 我們研制的壁面爬行機器人是主題分系統(tǒng)之一，包括爬壁機器人本體和控制系統(tǒng)兩部分。（ 2）全方位車輪的控制系統(tǒng)是由工業(yè)計算機 STD 總線為中心，通過計算機編程，控制 4 臺直流電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，使計算機在壁面上以不同的速度進行全方位移動。 b) 爬行速度： 0～ 10m／ min。 c) 卷揚機構(gòu)：主要起著承擔電纜及水管重量的任務(wù)，并且起到保險作用，工作時放在高樓的頂部，由普通交流電機驅(qū)動。 ． 3 CLRII 型壁面清洗機器人 根據(jù)清洗行業(yè)急需清洗高層建筑玻璃幕墻清洗設(shè)備的要求，我們在 I 型基礎(chǔ)上開發(fā)了專為清洗玻璃幕墻的 CLRII 型壁面清洗機器人，并于 1998 年得到國家 “863” 高科技機器人計劃資助。 2) 清洗裝置：由噴霧嘴、擦洗器及雨刮組成。整個控制系統(tǒng)小型化、輕型化，可直接吊掛在機器人本體上方。 (1) 主要技術(shù)指標 a) 吸附方式：永磁吸附； b) 移動機構(gòu)：雙履帶； c) 移動速度： 2～ 8m／ min。 3) 噴砂除銹裝置采用鋼制件，含 氣泵、儲砂桶、噴砂高壓膠管等，氣源壓力在 ～ 左右。遙控器采用 STD 工控機的遙控系統(tǒng)，遙控距離 ≥25m ，控制機器人的運動、噴涂、測厚等，操作方便。 g) 作業(yè)功能：帶附件后 ，能實現(xiàn)清掃、敲渣、測厚、打標記等。電機采用日本松下的交流伺服電機 MSM042A1，驅(qū)動器采用相配套的交流數(shù)字伺服單元 MSD043A1XB。配合安裝與氣缸上進行行程控制的電磁閥可以很容易地實現(xiàn)機器人運動控制要求。四個小螺紋孔用來安裝四根滑桿，滑桿的作用下面提到。 10．直線軸承 標準件 11．軸承 6210 標準件，型號 GB/T2761994，安裝在托盤二上。另外，可以在橫板上安裝電機驅(qū)動器、氣流控制閥、電磁閥等器件。對于大部分可獨立運動的物體，如動物、車輛等，運動的方式主要有兩種：一是像動物一樣，幾個 支撐點相互交錯著支撐身體，并且移動位置來達到行走的目的；另一個就是像車輛一樣，通過輪子的轉(zhuǎn)動來向前運動。在支架和下盤同時抓住墻壁時，根據(jù)情況，選擇電機的正反轉(zhuǎn)，這樣就可以避免摩擦。 在選擇材料方面，因為機器人是獨自的吸住墻面，并在墻面上爬行，所以，機器人的重量越小越好。 根據(jù)機器人的總裝配圖，兩個獨立的部分（即總體設(shè)計中說的下盤和支架兩部分）采用四個螺釘連接。 根據(jù)機器人結(jié)構(gòu)的選擇，由表可以查的各個零件的質(zhì)量： 三個托盤的理論重量約為 8*= 氣缸的理論重量約為 *= 兩個氣缸支架的理論重量約為： *2*= 12 個螺釘?shù)睦碚撝亓考s為 *12*= 支架（不包括氣缸）的理論重量約為 *= 第 19 頁 氣缸支架的理論重量約為 *= 還有其它如電機、電磁閥、電機驅(qū)動器等根據(jù)型號不同重量也不同，這里就不加入了。根據(jù)做功的方式不同，主要有直線運動和回轉(zhuǎn)運動兩種執(zhí)行元件，如作直線運動的氣缸、作回轉(zhuǎn)運動的擺動缸、氣馬達等。 2) 工作介質(zhì)是取之不盡用之不竭的空氣，空氣本身不花錢?？啥虝r間釋放能量，以獲得間歇運動中的 高速響應(yīng)。采用氣液聯(lián)動方式可以克服這一缺陷。 圖 41 葉片式氣馬達職能符號 氣動控制元件 氣動控制元件是指在氣壓傳動系統(tǒng)中，控制調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量和方向等的控制閥，按其功能可分為壓力控制閥、流量控制閥以及能實現(xiàn)一定邏輯功能的氣動邏輯元件等。 按活塞兩側(cè)端面受壓狀態(tài)，氣缸可分為單作用氣缸和雙作用氣缸。 圖 45 機器人氣動回路 氣缸的選擇 氣缸選擇的參考數(shù)據(jù)有兩個方面：一是行程、尺寸等距離方面的選擇，還有一個是性能如氣壓、產(chǎn)生的力等的選擇。 控制 MCU 用單片機，型號為 AT89S52。 2)時鐘系統(tǒng)：包含振蕩器、外接諧振元件，可關(guān)閉振蕩器或 CPU 時鐘，其結(jié)構(gòu)如圖 52 圖 52 單片機的時鐘系統(tǒng) 3)總線控制邏輯：主要用于管理外部并行總線時序及系統(tǒng)的復位控制，外部引腳有RST、 ALE、 EA、 PSEN。 3．基本功能單元 89S52 系列單片機具有定時／計數(shù)器、中斷系統(tǒng)和串行接口三個基本功能單元。 正是因為AT89S52 有以上功能，所以選擇了這個芯片來作為