肝腫瘤消融機(jī)器人控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫吧資料
2025-07-03 16:43本頁面
【正文】 K相連，ACK通過P1與外圍電路相連，完成對ACK的通電。這六部分的功能在上面已經(jīng)介紹了，這里不在贅述。PP15 插座的功能一定要分清，防止損壞編碼器。P1電源線接線端子（散線，“1”對應(yīng)“PowerGND”；“2”對應(yīng)“Power＋Hv”，3對應(yīng)“AuxvHv”）。 P3無刷電機(jī)和帶422 線驅(qū)的編碼器散線接線端子（+5V Output、SignalGND、A＋、A－、B＋、B－、X＋、X－）。 P5 通信接線端子（RS232amp。圖32圖33 P6 I/O 輸入端口（Ref＋、Ref－、SingalGND、SingalGND、ININININININ）。考慮到醫(yī)療機(jī)械對機(jī)器人尺寸和檢測的要求，本設(shè)計(jì)選用的是增量式編碼器。增量式編碼器的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低；缺點(diǎn)是，有可能由于噪聲或其他外干擾產(chǎn)生計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。這種檢測方式的特點(diǎn)是：檢測方式是非接觸式的，無摩擦和磨損，驅(qū)動力小，響應(yīng)速度快。編碼器是數(shù)控裝置中常用的角度檢測裝置，常與伺服電動機(jī)或絲杠同軸安裝，以檢測伺服電動機(jī)或絲杠的轉(zhuǎn)角[11]。它的動作原理是，由PS發(fā)出信號控制BGBGBG3等開關(guān)管的導(dǎo)通與截止，當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的定子繞組中，就有電流通過并產(chǎn)生磁場，該磁場與永磁轉(zhuǎn)子磁極相互作用便產(chǎn)生力矩，使電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，由于位置傳感器轉(zhuǎn)子與電動機(jī)同軸相連，因此它的轉(zhuǎn)子也跟著轉(zhuǎn)動并依次地向BGBGBG3發(fā)出信號，控制其導(dǎo)通與截止，從而電樞繞組中的電流隨著轉(zhuǎn)子位置的變化依次序換向，使電樞磁場步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子就連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)下去。電動機(jī)本身由多相（三相、四相、五相不等）電樞繞組定子和一定極對數(shù)的永磁體轉(zhuǎn)子組成。使電機(jī)無刷。圖31無刷直流電動機(jī)采用電子換向裝置，代替了傳統(tǒng)的機(jī)械換向裝置（換向器和電刷），不但保留了直流電動機(jī)良好的調(diào)速與啟動特性，而且具有交流電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單和維修方便等優(yōu)點(diǎn)，這種電動機(jī)性能良好，工作可靠，因此，近年來迅速發(fā)展。電角度后，電流I還是從電刷A進(jìn)去，經(jīng)由換向片I、線圈dcbca，至換向片Ⅱ，最后仍從電刷B流出。根據(jù)左手定則，線圈在這個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩的作用下，將按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。薩伐爾定律：如果磁場中有一載流導(dǎo)體，且導(dǎo)體與磁場方向相互垂直，則作用在載流導(dǎo)體上的電磁力應(yīng)為／ ＝ IBι，其中，I為流過導(dǎo)體的電流；B為磁通密度；ιa為載流導(dǎo)體的有效長度。當(dāng)接上電源，電流I從電刷A流進(jìn)去，經(jīng)過換向片I、線圈abed至換向片Ⅱ，然后由電刷B流出。本方案選的ACK卡是ACK05506MODELACK055063655為額定電流，為峰值電流通訊方式：CANopen/DeviceNet、RS232電流環(huán)的刷新頻率14KHz()(357us)有刷直流電機(jī)主要由靜止部分磁極體、轉(zhuǎn)動部分電樞以及電刷和換向器等組成，如圖1所示?？刂颇Ｊ? Indexer, 點(diǎn)到點(diǎn), PVT,電子凸輪, 電子齒輪,位置, 速度, 力矩；命令接口：CANopen/DeviceNet，ASCII 和離散 I/O，步進(jìn)脈沖命令，177。C 1 分鐘內(nèi)，相對濕度95% 非冷凝狀態(tài) 在 60186。C，溫度沖擊 40186。環(huán)境溫度40186。驅(qū)動控制器ACK設(shè)計(jì)耐溫范圍更寬，防潮，抗震，抗沖擊性能更強(qiáng)。CANIPM01 I/O 處理模塊能為OEM客戶提供最佳的系統(tǒng)接口，并能集成到 CANopen 網(wǎng)絡(luò)中。同時(shí)CANopen也支持速度和力矩控制模式。在PVT模式下，驅(qū)動器可以接收同步的位置/速度/時(shí)間信號點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)動。因此，CAN 總線成為分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的理想總線。CAN總線有很多的優(yōu)良的特性，比如它的性能高，可靠性高，實(shí)時(shí)性好，還可以對其進(jìn)行獨(dú)特的設(shè)計(jì)，已廣泛應(yīng)用控制系統(tǒng)中檢測和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)通信。上位機(jī)完成人機(jī)對話，對超聲圖像進(jìn)行處理，由醫(yī)生使用手術(shù)規(guī)劃軟件進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃，包括勾畫病灶、確定規(guī)劃路徑和手術(shù)點(diǎn)位置等操作，再由運(yùn)動規(guī)劃程序根據(jù)醫(yī)生的手術(shù)規(guī)劃給出機(jī)器人運(yùn)動軌跡規(guī)劃，通過ＡＣＫ控制系統(tǒng)控制驅(qū)動器，驅(qū)動電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動，同時(shí)，上位機(jī)上載各電機(jī)的運(yùn)動數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析和處理，對運(yùn)動軌跡進(jìn)行記錄和監(jiān)控。因此集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是硬件成本較低，便于信息的采集和分析，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)控制，整體性與協(xié)調(diào)性較好。由于是集中的方式現(xiàn)場狀態(tài)集中在一臺計(jì)算機(jī)中處理，中央計(jì)算機(jī)可以根據(jù)全面情況進(jìn)行控制計(jì)算和判斷，在控制方式的選擇上可以進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和安排。集中式控制系統(tǒng)只需要一臺計(jì)算機(jī)以及有關(guān)的外部設(shè)備即可完成系統(tǒng)功能。CAN總線，相當(dāng)于運(yùn)輸工具，負(fù)責(zé)完成數(shù)字信號 的傳輸[9]。主控制機(jī)一般是微機(jī)或者PC機(jī)，這是控制系統(tǒng)的大腦，負(fù)責(zé)整個(gè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行和管理。因此，分布式控制方式被廣泛應(yīng)用于測試和工業(yè)生產(chǎn)中。它是一種支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，它有很多的優(yōu)點(diǎn)?？刂品桨敢话惴譃閮煞N,一種是分布式控制，一種是集中式控制。根據(jù)肝腫瘤機(jī)器人的工作對象
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