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文档简介

1、测试系统设计报告书、测试任务确定a）问题来源：观摩了脑机接口的实验之后，对其机械手的结构及驱动方式产生了很大的兴趣。机械手的图片如右，三个手指的结构原理相同，尺寸和安装位置不同。其三个指节采用前驱动的方法实现了耦合联动，驱动电机为直流电机。b）问题分析：在实验过程中，手指的三关节的耦合运动，弯曲到极限位 置时是靠运动干涉而产生制动的。此时会产生电机堵转的问题， 而长时间堵转会烧坏电机。因此，考虑增加一个对力的测试系 统，对运动极限位置增加一个反馈，防止电机长时间堵转烧坏 器材。而MCU单元考虑测试任务简单，执行快速，可以使用 单片机完成。c）任务确定：以单片机为核心设计机械手指压力的反馈系统。

2、、测试方法选择方案分析及指标确定压力范围：0N- 10N超过设定压力范围声光报警，且电机停转。压力检测精度：0.1 N三、传感器及器件选择a)压力传感器：测试对象为压力，对比压力传感器应变式、压电式、压阻式、电感式、电容式、光电式，由于测量精度不高，侧重于信号强 弱变化，对线性度要求不高，因此采用压阻式。b) A/D转换器选为8位的A/D转换器，精度验算满足要求：压力测量精度：10 N/ 28 =0.04 NADC0804,有8个输处端口，可以直接和单片机ICLK 匚INH IZZ甫匚DGMD CZ匚二HOT匚二二1 Voc (或 Vjief)二I CLKR二1 PBo(LSB)二ID%二I

3、DB2二IT3二I 二|眠二|服二1 DB7 (MSE)图4-7 ADC0804的引脚图L_ L三CSRD丽c)声光选择二极管、蜂鸣器。d)微处理器为选用51单片机STC89C51，4X8个I/O 口，定时器功能。e)采样间隔的8个I/O端口接入。为保证电机安全，采样间隔可以设定为1次/s。该频率对于单 片机以及简单的A/D转换，是完全可以保证的。四、测量系统整体设计测试系统的整体结构图如下:实现流程为：当机械手指运动到极限位置或者抓取接触了物体， 安置于手指关节表面的压阻传感器受到外力，经过电压放大调 理电路将电阻信号转换为电压信号并放大。电压信号通过A/D 转换，将模拟信号转换为数字信号，并将信号数值传递给单片 机，单片机对其电压大小进行判断，当超过阈值，则对电机驱 动执行停转命令，并且触发外接蜂鸣器与二极管，报警。五、系统软件设计与编制主程序：单片机的初始化及复位、ADC0804的初始化及片选信 号、电机驱动的片选。中断程序：实现1次/s的采样间隔，A/D转换器的操作。子程序：对电机驱动、停转、反转操作；A/D转换器的片选、 转换、读取操作；定时器程序的调用设置；蜂鸣器及二极管的 通断操作。六、测量系统的性能评定测试系统以常用的51单片机为核心组成对手指末端关节压力 测试系统，

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