基于单片机的机械手控制.ppt

基于单片机的机械手控制 关键词 机械手控制系统单片机 背景 近年来 我国工业自动化水平不断提高 工业机械手以其作业准确 较高的环境适应能力以及替代人繁重劳动的能力等特点 广泛的应用于冶金 机械制造 电子 轻工等企业 机械手技术是一门跨学科综合技术 涉及机械学 电气液压技术 自动控制技术 传感器技术和计算机技术等科学领域 其控制系统是核心部分 可以采取继电器控制 PLC控制和计算机控制 但这几种系统各有优缺点 若采用单片机控制机械手 既可以保证系统可靠运行 又可以降低设备成本 第一章单片机的简介 单片机是单片微型计算机的简称 是MicrocontrollerUnit 嵌入式微控制器 又可称为单片微控制器 它是一个由计算机系统集成的芯片 是一种在线式实时控制计算机 1 单片机的结构 单片机的全称为 单片微型计算机也就是说将计算机的所有功能都集成在一块芯片内的芯片都可以称之为单片机说白了就是一块集成IC内部包含中央处理器CPU 程序存储器ROM 数据存储器RAM I O口 定时计数器 外部中断 串行通信等内部结构 以单片机为核心 再配合其它外部电路组成的控制系统称为单片机系统 2 单片机的应用领域 办公自动化设备 单片机在机电一体化中的应用 在实时过程控制中的应用 单片机在日常生活及家用电器领域的应用 在各类仪器仪表中引入单片机 使仪器仪表智能化 提高测试的自动化程度和精度 简化仪器仪表的硬件结构 提高其性能价格比在计算机网络和通信领域中的应用 商业营销设备 单片机在医用设备领域中的应用 汽车电子产品 航空航天系统和国防军事 尖端武器等领域 第二章机械手的概况 1 工业机械手的简介 用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手 机械手是模仿着人手的部分动作 按给定程序 轨迹和要求实现自动抓取 搬运或操作的自动机械装置 在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手 2 机械手的组成 液压机构驱动机械手 结构简单 尺寸紧凑 重量轻 控制方便 大多数用插销板进行点位控制 也有采用可编程序控制器控制 微型计算机控制 对于现代智能机械手而言 还具有智能系统 主要是感觉装置 视觉装置和语言识别装置等 目前研究主要集中在赋予机械手 眼睛 使它能识别物体和躲避障碍物 以及机械手的触觉装置 机器人的这些组成部分并不是各自独立的 或者说并不是简单的叠加在一起 从而构成一个机械手的 要实现机械手所期望实现的功能 机械手的各部分之间必然还存在着相互关联 相互影响和相互制约 3 工业机械手在生产中的应用 机械手可以完成许多工作 如搬运 装配 切割 喷染等等应用非常广泛 搬运 装配 切割 喷染 工业机器人性能不断提高机械结构向模块化 可重构化发展 工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展 便于标准化 网络化 虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真 预演发展到用于过程控制如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人 4 工业机械手的发展趋势 当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统 而是致力于操作者与机器人的人机交互控制 即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统 使智能机器人走出实验室进入实用化阶段 美国发射到火星上的 索杰纳 机器人就是这种系统成功应用的最著名实例 参考文献 1 李朝青 单片机简介 M 北京 北京航空航天大学出版社 1999 87 90 2 段晨东 机械手简介 M 北京 清华大学出版社 2008 7 3 张毅坤 机械手发展及应用 M 机械工业出版社1