【正文】 2764 一般有五種工作方式，為讀出，編程，編程校驗(yàn)，未選中和編程禁止，由 CE、OE、 PGM 的狀態(tài)組合來確定。引腳功能如下： 1E 、 2E 、 E3：使能端， 1E 、 2E 低電平有效， E3 高電平有效 A、 B、 C：譯碼器的輸入端 0Y ～ 7Y ：譯碼器的輸出端，可用作片選信號 2764 是 EPROM 的典型芯片之一，也是 27 系列產(chǎn)品之一，型號名稱“ 27”后面的數(shù)字表示其位存儲容量。根據(jù) 8031 引腳數(shù)目和兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用譯碼法。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，低電平有效。 74LS373 是一種帶有三態(tài)門的 8D 鎖存器，對其引腳說明如下 ： D7～ D0：八位數(shù)據(jù)輸入線。（見本部分 5） 8031還必須有復(fù)位和時(shí)鐘電路 。 EA —— 為訪問程序存儲器的控制信號。 ALE—— ALE為地址鎖存允許信號。 (2)、時(shí)鐘振蕩電路引腳 XTAL1： 內(nèi)部晶體振蕩電路的反相器輸入端。 如圖 41 所示。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 23 芯片的選取原則和片腳結(jié)構(gòu) 單片機(jī)具有集成度高，功能強(qiáng)，通用性好的優(yōu)點(diǎn)，特別是具有體積小，重量輕，能耗低，價(jià)格便宜，而且可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。 單片機(jī)的應(yīng)用 單片機(jī)的品種繁多 , 按應(yīng)用范圍分為通用型和專用型。程序指令存儲地址和數(shù)據(jù)存儲地址指向同一個(gè)存儲器的不同物理位置 , 因此程序指令和數(shù)據(jù)的寬度相同 , 如英特爾公司 (Intel) 的 8086 和 MCS51 就采用了此結(jié)構(gòu)。另外 , 還有“中斷系統(tǒng)” , 當(dāng)單片機(jī)控制對象的參數(shù)到達(dá)某項(xiàng)需要加以干預(yù)的狀態(tài)時(shí) , 就可傳達(dá)給 CPU 使 CPU 采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)付措施。自單片機(jī)誕生至今 ,已發(fā)展為上百種系列的近千個(gè)機(jī)種。硬件方面日趨多樣化 ,4 位、 8 位、 16 位、 32 位等型號共同并存 , 在不同的領(lǐng)域存在 , 如家電、玩具、工業(yè)設(shè)備、儀器、通訊等。但采用減速齒輪會帶來額外的傳動(dòng)誤差，使機(jī)床的快速移動(dòng)速度降低，并且其自身又引入附加的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。數(shù)控機(jī)床上大多采用功率式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（如 110BF、 130BF、 150BF）其價(jià)格低于永磁式反應(yīng)電動(dòng)機(jī)，但性能上不如永磁式電動(dòng)機(jī)。因此在三相六拍方式下，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要平穩(wěn)柔和一些，但在同樣的運(yùn)行角度與速度下，三相六拍驅(qū)動(dòng)，脈沖的頻率需要提高一倍，對驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的開關(guān)特性要求較高。 即：正轉(zhuǎn) A→ AB→ B→ BC→ C→ CA→ A。這時(shí)如果定子的小齒與轉(zhuǎn)子的小齒沒有對齊，則在磁場的作用下，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，使轉(zhuǎn)子齒與定子齒對齊，從而使步進(jìn)電機(jī)向前＂走＂一步。線圈繞過相對的兩個(gè)磁極構(gòu)成一相（ A— A′ ,B— B′以及 C— C′）。步進(jìn)電機(jī)有幾個(gè)顯著特點(diǎn)： ，而不再需要進(jìn)行數(shù) /模轉(zhuǎn)換； 、停能力 ,可以 在一剎那間實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)或停止； 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 ，步距角可由每步 90176。 為了使機(jī)器人機(jī)構(gòu)滿足普遍的性能要求，利用前面得到的各項(xiàng)性能評價(jià)指標(biāo)，構(gòu)造出一個(gè)新的綜合性能評價(jià)指標(biāo)，該指標(biāo)綜合考慮了機(jī)構(gòu)的靈巧度、力、誤差和速度傳遞性能、末端變形及機(jī)構(gòu)的占用面積 .提出了該機(jī)器人機(jī)構(gòu)極位夾角的概念，通過分析發(fā)現(xiàn) 該角度是該機(jī)器人機(jī)構(gòu)一個(gè)極為重要的幾何參數(shù)。首先由上述的位置分析和運(yùn)動(dòng)分析得出工作空間、極位夾角和連桿的關(guān)系定出了工作空間的大小、極位夾角的大小和連桿的長度，然后再通過具體的機(jī)構(gòu)運(yùn)算等定出各機(jī)構(gòu)的尺寸，又由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查的各標(biāo)準(zhǔn)件的裝配尺寸，從而最終應(yīng)用 Solid works 軟件進(jìn)行裝配，從而生成三維實(shí)體圖。 這里針對前敘的二自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，基于 C語言平臺構(gòu)建其平面模型，通過友好的人機(jī)界面，進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16 圖 27 綜合性能評價(jià)指標(biāo) synk 隨連桿長度 l 的變化情況 其他參數(shù)的確定及尺寸設(shè)計(jì)結(jié)果 極位夾角和連桿長度確定后，由式 (23)~(26)及結(jié)合該機(jī)器人的位置正、反解式 (3)~(6)即可確定該機(jī)器人的其它參數(shù)。 最佳極位夾角的確定 由式 (23)~(26)可見，只要已 知極為夾角 ? ，就可以確定機(jī)構(gòu)中其它的幾何參數(shù)和主動(dòng)關(guān)節(jié)變量的變化范圍，且各項(xiàng)性能評價(jià)指標(biāo)的大小也與 ? 有著密切的關(guān)系，可見極位夾角是該機(jī)器人機(jī)構(gòu)一個(gè)極為重要的參數(shù)，它對該機(jī)器人機(jī)構(gòu)的性能有著極為重要的影響。 綜合性能評價(jià)指標(biāo) 上述的性能評價(jià)指標(biāo)都是從某一方面來討論機(jī)器人機(jī)構(gòu)性能的優(yōu)劣，而機(jī)器人機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)不是為了執(zhí)行特定的任務(wù)而是為了滿足普遍的性能指標(biāo)，這北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14 就要求設(shè)計(jì)者從多方面著手，兼顧多種性能要求，綜合出綜合性能最優(yōu)的機(jī)器人機(jī)構(gòu)。由圖 3 可得， ? ?ldYcos W??? (23) ldsin?? (24) 在這里如設(shè) ??? ?? ，我們將該機(jī)器人在極 限位置時(shí)連桿與坐標(biāo)軸方向的夾角 ? 稱為該機(jī)器人的極位夾角 ( ? ??? 45,0?? )。 綜合變形敏感度 如操作空間力矢量為一單位圓，則末端柔度矩陣將其映射為一個(gè)橢圓，末端變形橢圓的大小、形狀基本上反應(yīng)了末端變形的特征。 綜合誤差敏感度 如輸入誤差為一單位圓，則誤差傳遞矩陣將輸入的單位圓映射為一個(gè)橢圓，誤差橢圓的大小、形狀基本上反映了終端誤差的特征。如希望工作空間內(nèi)靈巧性最好，則應(yīng)有 gdk 最小?；瑒?dòng)副 3和 7的位移 1x 和 2x 作為機(jī)構(gòu)的輸入，設(shè)末端 O? 點(diǎn)位移 ? ?y,x 作為機(jī)構(gòu)輸出。在圖 2中，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平臺 2 通過兩個(gè)相同的支鏈與固定平臺 1 相連，每一個(gè)支鏈由一個(gè)移動(dòng)副 (支鏈 1和 2中分別為滑塊 3和 7)和一個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu) (支鏈 2由構(gòu)件 2構(gòu)成，支鏈 2由構(gòu)件 2構(gòu)成 )組成一個(gè) UP 副 ??10 ，連桿與滑塊 3 和 7 及運(yùn)動(dòng)平臺通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，由平行四邊形機(jī)構(gòu)的性質(zhì)可知，運(yùn)動(dòng)平臺總是平行于固定平臺，其運(yùn)動(dòng)為一剛體在平面內(nèi)的平動(dòng)，這是該機(jī)器人區(qū)別于原有平面并聯(lián)或串聯(lián)機(jī)器人的一個(gè)重要特 點(diǎn)。通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，了解機(jī)器人發(fā)展的現(xiàn)狀，明白了串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人各自的優(yōu)缺點(diǎn)。只有 沈陽自動(dòng)化所研制的樣機(jī)結(jié)構(gòu)是采用的四自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu) 最早應(yīng)用于機(jī)床并引起大家的廣泛關(guān)注。也可以作為部件應(yīng)用，如作為機(jī)器人的關(guān)節(jié) 。他從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度 出發(fā)，通過研究機(jī)構(gòu)的自由度、虛約束、公共約束，將并聯(lián)機(jī)構(gòu)的各個(gè)分支的運(yùn)動(dòng)副看作是單自由度的基本副，總結(jié)了各種并聯(lián)空間機(jī)構(gòu)。 并聯(lián)機(jī)器人綜合的研究現(xiàn)狀 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的型綜合問題在機(jī)構(gòu)分析中是一個(gè)基本問題。Yoneda 實(shí)驗(yàn)室于 1979 年研制的 PVI I 四足步行器，就是采用平面兩自由度五桿機(jī)構(gòu)作為腿的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，之后在八十年代該實(shí)驗(yàn)室研制的 T 工 TAN 系列四足步行器也都采用了并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為步行機(jī)構(gòu)。燕山大學(xué)首次提出用彈性鉸鏈來替代球面副，使 Stewart 平臺機(jī)構(gòu)可設(shè)計(jì)成小尺寸，從而可使 Stewart 平臺機(jī)構(gòu)適用于機(jī)器人手腕和手指上的六維力傳感器該設(shè)計(jì)思想實(shí)現(xiàn)了力傳感器力敏感元件的一體化，即力敏感元件是非組裝結(jié)構(gòu)，從而提高了力傳感器的靈敏度和精度。瑞士 EPFL 研制了并聯(lián)六自由度微動(dòng)機(jī)器人，該微動(dòng)機(jī)器人由 2 自由度或多自由度的球面微電機(jī)通過壓電式微傳送器驅(qū)動(dòng)，用于在集成光纖底片上定位一單模光纖。Lee 采用一個(gè)移動(dòng)和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu) 來作為微動(dòng)機(jī)器人的機(jī)構(gòu) 。同時(shí)這些微動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)必須是高精度機(jī)構(gòu)，不僅要無摩擦和無滯后作用，而且需要結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、剛度好。國內(nèi)外還有很多公司和院校在研究虛擬軸數(shù)控機(jī)床，如日本的本田公司基于銑削加工線的六條腿機(jī)床， Hexel 公司、英國的 Geodetic 公司、意大利的 COMAU 機(jī)床公司 和瑞典的 NEOS 機(jī)器人公司以及國內(nèi)的清華大學(xué)、天津大學(xué)、哈爾賓工業(yè)大學(xué)和沈陽自動(dòng)化所、東北大學(xué)等等。Lewis 公司在 1994 年美國芝加哥 IMTS39。德國跨國公司 DaimlerBenz 公司制造的 DaimlerBenz 超大型 66 六自由度 Stewart 型多媒體全真動(dòng)態(tài)駕駛模擬器，在多媒體全真駕駛模擬器方面主導(dǎo)了世界領(lǐng)先水平的潮流。在一些需要高精度、高剛度或者高速度而無須很大工作空間的應(yīng)用領(lǐng)域，并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)越來越受到人們的青睞。 (6)運(yùn)動(dòng)學(xué)反解簡單，正解復(fù)雜 。 (2)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)部分重量輕、速度高、動(dòng)態(tài)性能好 。目前廣泛使用的工業(yè)機(jī)器人的主體大都是一個(gè)似人手臂的機(jī)電系統(tǒng)，這類機(jī)器人屬于串聯(lián)機(jī)器人的范疇。這種能在崎嶇山路上行走、能適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的機(jī)械，決非常規(guī)的只能執(zhí)行一種 固定的運(yùn)動(dòng)校式的機(jī)械所能勝任的，而是今天所說的步行機(jī)器人。 很早以來，人類就幻想能有一種擬人的機(jī)械，能實(shí)現(xiàn)如人的手、腳一樣的靈活自由的運(yùn)動(dòng)，能代替人從事各種非固定變化的復(fù)雜的勞動(dòng)。 關(guān)鍵詞 ：物理模型 硬件電路 并聯(lián)機(jī)器人 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 II Abstract The design of manipulators, especially the parallel manipulators, is one of the challenging problems in the robotic field. In this thesis, the physical models of the solution space for some parallel manipulators are planar parallel manipulators. The thesis studies the workspaces of the parallel manipulators in detail . The numerical methods for calculating the workspaces are presented through the work space and the location analysis and motion analysis. The concepts of agility and the agile workspace for parallel manipulators are proposed and defined. The physical models of the solution space propose a useful approach for the puteraided design of robotic mechanisms, the results and the techniques obtained by this thesis are very useful for the design of the parallel robotic mechanisms and the development of CAD software. Key words: Physical Model Hardware circuit Parallel manipulator 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1 目 錄 摘 要 ............................................ I ABSTRACT ......................................... II 目 錄 ............................................ 1 第 1 章 緒論 ....................................... 4 概述 ........................................................................................................... 4 并聯(lián)機(jī)器人的特點(diǎn)、發(fā)展過程、現(xiàn)狀 ................................................ 4 并聯(lián)機(jī)器人綜合的研究現(xiàn)狀 ................................................................. 7 論文選題的意義 ...................................................................................... 8 第 2 章 并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)及性能分析 .................. 10 機(jī)器人系統(tǒng)自由度的分析 .................................................................. 10 機(jī)器人機(jī)構(gòu)性能分析 ................