【正文】 5。其中PCL812PG通過(guò)五路數(shù)字量輸出來(lái)控制電機(jī)電路的通斷，PCL726通過(guò)五路模擬量輸出來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和運(yùn)行速度，另外PCL812PG還負(fù)責(zé)采集五個(gè)電位器的電壓，以此將電機(jī)的運(yùn)行角度反饋給計(jì)算機(jī)。它對(duì)外有三個(gè)引出端，其中兩個(gè)為固定端，另一個(gè)是中心抽頭。本文采用的電位器是單圈的，也就是說(shuō)各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)角度小于360186。電位器安裝在機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)輸出軸上，所以在關(guān)節(jié)角的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，電位計(jì)的輸出電壓和關(guān)節(jié)角是一一對(duì)應(yīng)的，存在著一定的函數(shù)關(guān)系。電位器的標(biāo)定就是根據(jù)在各個(gè)角度處測(cè)量的電壓值，擬合出一條直線，近似替代真實(shí)的函數(shù)關(guān)系。電位器1的標(biāo)定，如圖 ： 圖 關(guān)節(jié)角1與電位計(jì)1的函數(shù)關(guān)系： a=電位器2的標(biāo)定圖 如圖 ：關(guān)節(jié)角2與電位計(jì)2的函數(shù)關(guān)系： a= 電位器3的標(biāo)定圖 如圖 ：關(guān)節(jié)角3與電位計(jì)3的函數(shù)關(guān)系： a= 電位器4的標(biāo)定圖 如圖 ：關(guān)節(jié)角4與電位計(jì)4的函數(shù)關(guān)系： a= 電位器5的標(biāo)定圖 如圖 ：電機(jī)5與電位計(jì)5的函數(shù)關(guān)系： a= 注：電位器和伺服放大器都需要一定的電壓，穩(wěn)定的電壓對(duì)于保證電位計(jì)反饋信號(hào)的真實(shí)性具有重大的影響；而伺服放大器是在12v~30v范圍內(nèi)工作的，電壓只要在此范圍內(nèi)即可。這里設(shè)定兩路電壓輸出：——供給伺服放大器運(yùn)行，——保證電位計(jì)的正常工作。（1）. 實(shí)時(shí)顯示各個(gè)關(guān)節(jié)角，并且可以防止各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)角度超出預(yù)定的關(guān) 節(jié)角范圍內(nèi)；（2）. 實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的伺服控制；（3）. 實(shí)現(xiàn)電機(jī)的自鎖；（4）. 實(shí)現(xiàn)示教編程及在線修改程序；（5）. 可以設(shè)置參考點(diǎn)，使機(jī)器人在空間有一個(gè)固定的參考位置，可以回參考點(diǎn)。 ，工控機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)采集控制 。 研華公司的數(shù)據(jù)采集卡驅(qū)動(dòng)程序中，附帶許多與板卡相關(guān)的函數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以供使用，極大的方便了程序編寫。 在BOOL CRobotDlg::OnInitDialog()函數(shù)中，設(shè)置定時(shí)器SetTimer(1, gwScanTime, NULL)，然后在void CRobotDlg::OnTimer(UINT nIDEvent)函數(shù)中，通過(guò)調(diào)用bool CRobotDlg::position_now(USHORT ka1_chan)，采樣電位器輸出電壓，通過(guò)前面的電位器標(biāo)定函數(shù)，換算出各個(gè)關(guān)節(jié)的角度，并顯示出來(lái)。對(duì)于大功率的直流電機(jī)，一般采用PWM控制來(lái)調(diào)節(jié)運(yùn)行速度，這樣可以提高電路及電機(jī)的運(yùn)行效率，而本文中的電機(jī)功率并不是很大，為方便期間，采用了線性控制方法來(lái)調(diào)速。，所以必須通過(guò)軟件程序?qū)崿F(xiàn)關(guān)節(jié)的自鎖，尤其是肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的自鎖。但是，在不同的位置，重力對(duì)大臂或小臂的力矩不同，應(yīng)提供給電機(jī)的電壓也不同，如何選取電機(jī)的電壓呢？提供給電機(jī)的電壓小了，不足以抵抗重力的力矩；提供給電機(jī)的電壓大了，會(huì)使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使大臂或小臂上升；所以，最好能通過(guò)程序來(lái)自適應(yīng)選擇這個(gè)制動(dòng)電壓，方法有多種，下面是本文的設(shè)計(jì)過(guò)程。下圖為程序流程圖：調(diào)用OnT2Button()或OnT3Button()函數(shù)使電機(jī)電壓為0，并采樣此時(shí)位置，將電位器輸出值存放在fVoltage_former中考慮到大臂或小臂上升時(shí)的慣性，循環(huán)采樣一直到采樣值fVoltage=fVoltage_former跳出循環(huán)，表示大臂或小臂已經(jīng)開(kāi)始下落了循環(huán)采樣一直到采樣值fVoltage=fVoltage_former跳出循環(huán)，表示大臂或小臂已經(jīng)制動(dòng)在自所位置了方法一驗(yàn)證： 用方法一編寫的程序，調(diào)用OnT2Button()或OnT3Button()函數(shù)后，對(duì)于正在上升的臂可以實(shí)現(xiàn)很好的制動(dòng)，而對(duì)于下降的臂則不可靠，有時(shí)候下降的臂停止下落后會(huì)反彈又向上運(yùn)動(dòng)。 此后，針對(duì)這種反彈現(xiàn)象對(duì)程序作過(guò)多次修改，結(jié)果都不太理想，所以就嘗試換一種方法。下圖為程序流程圖：調(diào)用OnT2Button()或OnT3Button()函數(shù)使電機(jī)電壓為0，并采樣此時(shí)位置，將電位器輸出值存放在fVoltage_former中延時(shí)tms，再次采樣，取得誤差量e1= fVoltage_former fVoltage進(jìn)入for循環(huán)延時(shí)tms，再次采樣，取得誤差量，使e2=e1，e1= fVoltage_former fVoltage。選擇結(jié)果：kp=, ki=, kd=， t=10, n=10。 float Voltage2。 float Voltage4。 struct position *next。為了便于對(duì)這些位置作修改，本文采用鏈表來(lái)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)這些結(jié)構(gòu)體。程序運(yùn)行的時(shí)候，機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，工作效率高；正在運(yùn)行的那行程序，以高亮狀態(tài)顯示。程序啟動(dòng)或退出的時(shí)候，機(jī)器人應(yīng)停留在預(yù)設(shè)的參考點(diǎn)上，這個(gè)參考點(diǎn)在初始對(duì)話框函數(shù)BOOL CRobotDlg::OnInitDialog()中預(yù)先設(shè)置?；貐⒖键c(diǎn)的程序和回放示教程序一樣，不過(guò)回參考點(diǎn)只是運(yùn)行到一個(gè)位置。（2） 對(duì)關(guān)節(jié)軸電位器進(jìn)行重新標(biāo)定 由于標(biāo)定電壓不同，標(biāo)定曲線和所得的函數(shù)關(guān)系就不同，本文選用的是10v電壓。（4） 控制軟件的設(shè)計(jì) 軟件是機(jī)器人的“大腦思維”，軟件的設(shè)計(jì)就是將人的意志賦予機(jī)器人的“大腦”。 （2） 最好安裝機(jī)械制動(dòng)裝置 僅依靠程序來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)并不可靠，例如突然掉電，將無(wú)法制動(dòng)。（4） 電位器輸出電壓會(huì)在一定范圍內(nèi)會(huì)有無(wú)規(guī)則的波動(dòng)由于電位器材料電阻率分布的不均勻以及電刷滑動(dòng)時(shí)接觸電阻的無(wú)規(guī)律變化，會(huì)引起所謂的“滑動(dòng)噪聲”。（5） 關(guān)節(jié)角的方向及電位器的安裝關(guān)節(jié)角最好符合關(guān)節(jié)角坐標(biāo)系，并且電位器輸出電壓最好隨關(guān)節(jié)角的增大而增大，這樣便于編程。2176。 下面簡(jiǎn)要分析一下誤差的來(lái)源：（1） 工作臺(tái)、基座的上下表面平行度誤差，腰關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸的垂直度誤差，以及其它關(guān)節(jié)之間的平行度誤差（2） 齒輪、軸承的間隙，齒形帶的變形不均勻（3） 裝配誤差（4） 各關(guān)節(jié)軸的回轉(zhuǎn)誤差，各連桿的受力變形誤差；（5） 運(yùn)行時(shí)，機(jī)械部分的振動(dòng)（6） 電位器的滑動(dòng)噪聲，以及電源的不穩(wěn)定都會(huì)導(dǎo)致反饋電壓的不準(zhǔn)確（7） 用程序?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)不如機(jī)械制動(dòng)裝置反應(yīng)快 可以繼續(xù)探索的方向（1） 對(duì)于本文中的示教編程部分，將程序稍作修改，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)示教程序的保存和離線修改，進(jìn)而也容易實(shí)現(xiàn)離線編程。當(dāng)然手工編寫的程序代碼也可以在此虛擬場(chǎng)景中運(yùn)行，以驗(yàn)證其合理與否。（4） 還可以嘗試在原有實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上加上視覺(jué)反饋。（6） 通過(guò)進(jìn)一步完善控制方式和控制結(jié)構(gòu)，可以將控制系統(tǒng)的軟件嵌入到嵌入式系統(tǒng)上去。通過(guò)這次訓(xùn)練，提高了自己的動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力和編程水平，為學(xué)生日后順利進(jìn)入機(jī)器人這一深邃的科研領(lǐng)域作下了鋪墊。于老師身體狀況欠佳，且公務(wù)繁忙，但是還是經(jīng)常抽時(shí)間來(lái)視察學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度，就畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題給予耐心指導(dǎo)，敦敦教誨，身體力行，實(shí)在令學(xué)生欽佩感動(dòng)不已！特此，學(xué)生鄭重向于老師表示感謝！ 另外，學(xué)生還要感謝何玉成師兄和任小剛師兄，他們?cè)趯W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中給出了許多有益的建議，特此表示感謝！參考文獻(xiàn)[1] Craig, John J. 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