Delta机器人毕业论.ppt

基于ARM单片机的步进电机联动控制 学号 姓名 指导老师 答辩日期 2014年6月6日 2014 06 第三章系统流程与模块介绍 3 第一章研究背景 1 第二章研究目的与意义 2 第四章控制系统设计与实现 4 第五章Delta机器人展示 5 第六章设计的不足之处 6 毕业论文答辩 目录 研究背景自从1961年美国Unimation公司推出第一台工业机器人以来 机器人得到了十分迅速的发展 1965年 英国高级工程师Stewart首先提出了一种6自由度的并联机构作为飞行模拟器用于训练飞行员 结构如图1 1 第一章 2014 06 毕业论文答辩 图1 1Stewart 第一章 2014 06 毕业论文答辩 1985年 Clavel提出了一种成为Delta的三维移动机构 如图1 2示 Delta机器人是最经典的空间三自由度移动的并联机构 大多数空间三自由度并联机构都是从Delta机构衍生的 Delta机器人是一种具有3个平动自由度的高速并联机器人 也是目前商业应用最成功的并联机器人之一 图1 2Delta 第二章 研究目的与意义并联机器人的特点 1 并联结构动平台由多杆支撑 刚度大 结构稳定 2 与串联结构相比 同自重与体积下承载能力更高 3 电机置于基座 运动负荷小4 并联机构末端没有串联机构的误差积累 精度高 5 并联结构运动学正解困难 逆解容易 与串联结构相反 实时控制需要逆解 故并联机构有优势 并联机器人与串联机器人在应用上形成了一种互补的关系 各自都有其特殊的应用领域 可以说并联机器人的出现扩大了机器人的应用范围 2014 06 毕业论文答辩 2014 06 毕业论文答辩 第三章 1 系统控制流程 工作总流程 用户输入坐标命令传递给解算函数 解算函数 x y z 经解算函数反解后将所需运转步数传递到串口 串口将命令更新保存在机器状态中 判断步进电机还需运转步数及方向 传递给电机驱动 步进电机旋转相应角度 机械臂移动到对应坐标点 第三章 2 S3C6410初始化 S3C6410的启动代码的作用为硬件的初始化及调用C函数 硬件初始化流程如图所示 第三章 2 串口 按键中断控制流程 按键中断实现驱动信号频率的调节 即调节步进电机的运转速度 每按一下按键 发生一次中断 对频率进行一定数值的调节 增加或减少 UART中断实现串口数据的发送 当发送缓冲区数据少于16byte 发生中断 从环形缓冲区读取数据到发送缓冲区 第四章 1 机械部分 图4 1静平台 图4 2动平台 图4 3主动杆 以上部分均为250 250 10mm透明亚克力板切割而来 第四章 2 步进电机及驱动器 考虑到大小与驱动功率的限制 本次设计选用42BYGH403二相步进电机 驱动器采用HST3525 供电电压AC12 36V或DC12 24V驱动电流0 3 2 0A细分精度1 128细分可选光隔离信号输入电机噪声优化功能可驱动任何2 0A相电流以下两相 四相混合式步进电机20KHz斩波频率 第四章 3 系统总体电路连接 第四章 4 电压转换 S3C6410的I O输出高电平为3 3V为了能够驱动HST3525 需用3 3V转5V转换电路 其实现如图所示当GPC0的输出是0的时候输出会被拉成5V左右当GPC0的输出时3 3V时由于三极管导通此时输出被拉低成0 因此在给出GPC的输出时还要注意将电平进行反转 第四章 5 坐标反解 为方便求解三自由度平台的空间位置关系 研究平台的运动规律 将机构进行简化 得右图所示 第五章 1 电控箱 电控箱中包含 电压转换电路 步进电机驱动 5