基于ARM單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)聯(lián)動(dòng)控制,學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 答辯日期：2014年6月6日,2014.06,第三章 系統(tǒng)流程與模塊介紹,3,第一章 研究背景,1,第二章 研究目的與意義,2,第四章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),4,第五章 Delta機(jī)器人展示,5,第六章 設(shè)計(jì)的不足之處,6,畢業(yè)論文答辯,目錄,研究背景 自從1961年美國Unimation公司推出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人以來，機(jī)器人得到了十分迅速的發(fā)展。1965年，英國高級(jí)工程師Stewart首先提出了一種6自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為飛行模擬器用于訓(xùn)練飛行員。結(jié)構(gòu)如圖1.1。,第一章,2014.06,畢業(yè)論文答辯,圖 1.1 Stewart,第一章,2014.06,畢業(yè)論文答辯,1985年，Clavel提出了一種成為Delta的三維移動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖 1.2示。Delta機(jī)器人是最經(jīng)典的空間三自由度移動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，大多數(shù)空間三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)都是從Delta機(jī)構(gòu)衍生的。Delta機(jī)器人是一種具有3個(gè)平動(dòng)自由度的高速并聯(lián)機(jī)器人，也是目前商業(yè)應(yīng)用最成功的并聯(lián)機(jī)器人之一。,圖 1.2 Delta,第二章,研究目的與意義 并聯(lián)機(jī)器人的特點(diǎn)： 1、并聯(lián)結(jié)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)由多桿支撐，剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 2、與串聯(lián)結(jié)構(gòu)相比，同自重與體積下承載能力更高。 3、電機(jī)置于基座，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷小 4、并聯(lián)機(jī)構(gòu)末端沒有串聯(lián)機(jī)構(gòu)的誤差積累，精度高。 5、并聯(lián)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)正解困難，逆解容易，與串聯(lián)結(jié)構(gòu)相反，實(shí)時(shí)控制需要逆解，故并聯(lián)機(jī)構(gòu)有優(yōu)勢(shì)。 并聯(lián)機(jī)器人與串聯(lián)機(jī)器人在應(yīng)用上形成了一種互補(bǔ)的關(guān)系，各自都有其特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，可以說并聯(lián)機(jī)器人的出現(xiàn)擴(kuò)大了機(jī)器人的應(yīng)用范圍。,2014.06,畢業(yè)論文答辯,2014.06,畢業(yè)論文答辯,第三章,1.系統(tǒng)控制流程,工作總流程：用戶輸入坐標(biāo)命令傳遞給解算函數(shù)，解算函數(shù)(x,y,z）(,)，經(jīng)解算函數(shù)反解后將所需運(yùn)轉(zhuǎn)步數(shù)傳遞到串口，串口將命令更新保存在機(jī)器狀態(tài)中。判斷步進(jìn)電機(jī)還需運(yùn)轉(zhuǎn)步數(shù)及方向，傳遞給電機(jī)驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，機(jī)械臂移動(dòng)到對(duì)應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)。,第三章,2.S3C6410初始化,S3C6410的啟動(dòng)代碼的作用為硬件的初始化及調(diào)用C函數(shù)。硬件初始化流程如圖所示。,第三章,2.串口、按鍵中斷控制流程,按鍵中斷實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率的調(diào)節(jié)，即調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。每按一下按鍵，發(fā)生一次中斷。對(duì)頻率進(jìn)行一定數(shù)值的調(diào)節(jié)（增加或減少）。UART中斷實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的發(fā)送，當(dāng)發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)少于16 byte，發(fā)生中斷，從環(huán)形緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)到發(fā)送緩沖區(qū)。,第四章,1.機(jī)械部分,圖 4.1 靜平臺(tái),圖 4.2 動(dòng)平臺(tái),圖 4.3 主動(dòng)桿,以上部分均為25025010mm透明亞克力板切割而來。,第四章,2.步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器,考慮到大小與驅(qū)動(dòng)功率的限制，本次設(shè)計(jì)選用42BYGH403二相步進(jìn)電機(jī)。,驅(qū)動(dòng)器采用HST3525： 供電電壓AC12-36V或DC12-24V 驅(qū)動(dòng)電流0.3-2.0A 細(xì)分精度1-128細(xì)分可選 光隔離信號(hào)輸入 電機(jī)噪聲優(yōu)化功能 可驅(qū)動(dòng)任何2.0A相電流以下兩相、四相混合式步進(jìn)電機(jī) 20KHz斬波頻率,第四章,3.系統(tǒng)總體電路連接,第四章,4.電壓轉(zhuǎn)換,S3C6410的I/O 輸出高電平為 33V為了能夠驅(qū)動(dòng)HST3525，需用33V轉(zhuǎn)5V轉(zhuǎn)換電路，其實(shí)現(xiàn)如圖所示當(dāng)GPC0的輸出是0的時(shí)候輸出會(huì)被拉成5V左右當(dāng)GPC0的輸出時(shí)33V時(shí)由于三極管導(dǎo)通此時(shí)輸出被拉低成0，因此在給出GPC的輸出時(shí)還要注意將電平進(jìn)行反轉(zhuǎn)。,第四章,5.坐標(biāo)反解,為方便求解三自由度平臺(tái)的空間位置關(guān)系，研究平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，將機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化。得右圖所示。,第五章,1.電控箱,電控箱中包含：電壓轉(zhuǎn)換電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、5V3A開關(guān)電源、24V10A開關(guān)電源,第五章,2.Delta機(jī)器人整體展示,第五章,3.OK6410開發(fā)板,第五章,4.視頻展示,謝 謝！,歡迎老師提出寶貴意見！,