三自由度機械手臂設(shè)計說明書-閱讀頁
2024-08-22 08:07本頁面
【正文】 結(jié)構(gòu)屬于工業(yè)加強型，具有較強的防震和抗干擾性能；在本設(shè)計中我們主要用到研華公司的PCL812PG和PCL726，其參數(shù)如下。 16路單端12位模擬量輸入 采樣速率可編程，最快達30KHz 16路數(shù)字量輸出PCL726主要特點： 12位分辨率雙緩沖D/A轉(zhuǎn)換器 多種電壓范圍：+/10V，+/5V，0—+5V，0—+10V和4—20mA電流環(huán)。在伺服控制器前面，有5個旋鈕調(diào)節(jié)器涌來調(diào)節(jié)電機的五個參數(shù)，下邊有10個DIP開關(guān)，用來選擇控制器工作狀態(tài)。端子板的主要作用有兩個：①．端子板是采集卡與每一個信號調(diào)理電路或驅(qū)動裝置之間的電器連接部件，給每一路輸入、輸出信號提供單獨的信號線和地線，使每一路通道可單獨接通或斷開，系統(tǒng)檢修和排除故障時不必全部停止運行。 ，為防止直流電機產(chǎn)生的噪聲影響電路的正常運行，使用了光電耦合器4N25。其中PCL812PG通過五路數(shù)字量輸出來控制電機電路的通斷，PCL726通過五路模擬量輸出來控制電機的正反轉(zhuǎn)和運行速度，另外PCL812PG還負責(zé)采集五個電位器的電壓，以此將電機的運行角度反饋給計算機。它對外有三個引出端，其中兩個為固定端，另一個是中心抽頭。本文采用的電位器是單圈的，也就是說各關(guān)節(jié)的運動角度小于360186。電位器安裝在機器人的各個關(guān)節(jié)輸出軸上，所以在關(guān)節(jié)角的運動范圍內(nèi)，電位計的輸出電壓和關(guān)節(jié)角是一一對應(yīng)的，存在著一定的函數(shù)關(guān)系。電位器的標定就是根據(jù)在各個角度處測量的電壓值，擬合出一條直線，近似替代真實的函數(shù)關(guān)系。本文采用DH1715A3型 雙路穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，可以提供0~32v電壓輸出和0~2A電流輸出。第4章 控制系統(tǒng)軟件以上完成了機器人的本體設(shè)計和控制系統(tǒng)硬件的搭建，下面將通過設(shè)計控制軟件，使計算機通過數(shù)據(jù)采集卡有條不紊地向外部發(fā)送指揮信號，最終驅(qū)動機器人各個關(guān)節(jié)的運動，使之按照人的意愿“工作”。 ，工控機通過數(shù)據(jù)采集控制 。 研華公司的數(shù)據(jù)采集卡驅(qū)動程序中，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)置定時器SetTimer(1, gwScanTime, NULL)，然后在void CRobotDlg::OnTimer(UINT nIDEvent)函數(shù)中，通過調(diào)用bool CRobotDlg::position_now(USHORT ka1_chan)，采樣電位器輸出電壓，通過前面的電位器標定函數(shù)，換算出各個關(guān)節(jié)的角度，并顯示出來。對于大功率的直流電機，一般采用PWM控制來調(diào)節(jié)運行速度，這樣可以提高電路及電機的運行效率，而本文中的電機功率并不是很大，為方便期間，采用了線性控制方法來調(diào)速。，所以必須通過軟件程序?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，重力對大臂或小臂的力矩不同，應(yīng)提供給電機的電壓也不同，如何選取電機的電壓呢？提供給電機的電壓小了，不足以抵抗重力的力矩；提供給電機的電壓大了，會使電機轉(zhuǎn)動，使大臂或小臂上升；所以，最好能通過程序來自適應(yīng)選擇這個制動電壓，方法有多種，下面是本文的設(shè)計過程。下圖為程序流程圖：調(diào)用OnT2Button()或OnT3Button()函數(shù)使電機電壓為0，并采樣此時位置，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)制動在自所位置了設(shè)計方法：當(dāng)機器人停止在某個位置時，可以記錄下在該位置所對應(yīng)的一組關(guān)節(jié)角，這一組關(guān)節(jié)角用一個結(jié)構(gòu)體存儲 struct position float Voltage1。 float Voltage3。 float Voltage5。記錄的位置同時顯示在列表框中，記錄位置不超過1000個。當(dāng)記錄結(jié)束以后，就可以運行剛才記錄的一系列位置了，由于采用鏈表結(jié)構(gòu)存儲程序，所以取用這些程序很方便，只需用一個指針從鏈表首部開始取程序，逐行運行，至到鏈表末尾即可。另外，對于記錄的位置可以做刪除、清空等操作。（2） 對關(guān)節(jié)軸電位器進行重新標定 由于標定電壓不同，標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 軟件是機器人的“大腦思維”，軟件的設(shè)計就是將人的意志賦予機器人的“大腦”。 （2） 最好安裝機械制動裝置 僅依靠程序來實現(xiàn)制動并不可靠，例如突然掉電，將無法制動。（4） 電位器輸出電壓會在一定范圍內(nèi)會有無規(guī)則的波動由于電位器材料電阻率分布的不均勻以及電刷滑動時接觸電阻的無規(guī)律變化，會引起所謂的“滑動噪聲”。（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。（2） 還可以嘗試在原有實驗平臺上加上視覺反饋。（4） 通過進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)
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1