机械手指答辩ppt.pptx

1、CDIO课程设计-欠驱动仿人形灵巧手指,机自05班 罗亮、梁传鑫 韩月晨、步明繁、吴远昊,课程目的,设计并制作可夹持鸡蛋的机械手 具备一定的精度和反馈功能 通过团队合作过程，学习并应用所学专业知识，从中吸取机电产品的设计过程经验,机械部分,欠驱动机械手,什么是欠驱动 为何选择欠驱动 如何实现欠驱动,什么是欠驱动,系统的独立控制变量个数小于系统自由度个数的一类非线性系统。 桥式吊车、倒立摆系统都是典型的欠驱动系统。,为何选择欠驱动,如何实现欠驱动,关键：连杆机构、弹性元件,尺寸设计,指节尺寸参照人手指 连杆尺寸经过计算与调试 两级四连杆机构采用相同尺寸,Solidworks建模与仿真,Motio

2、n仿真,实物图,详情见实物,机械部分总结,1、接触并了解了“欠驱动”，知识得到扩展。 2、亲自动手加工制作了几十个小时，动手能力得到提高，经验更丰富。 3、机械设计以及加工部分还存在太多缺陷，加工很粗糙。,电控部分,摘要,一、功能要求分析,1.1手指动作功能 各关节联动完成握拳动作 接触物体表面感应接触力 大小，并根据力度变化停止 握紧动作 各关节联动完成松手动作,一、功能要求分析,1.2电路控制功能需求,二、总体设计思路,针对上述功能需求，我们对电路控制部分两大功能（电机驱动和压电反馈信号处理判断)，作出了结构框图,二、总体设计思路,控制结构图 开关按钮： K1 K2 K3 压电反馈信号：

3、temp,三、模块详解,根据以上分析，我们将结构分解为一下模块,四、,3.1 单片机 秉着充分利用手头资源的原则，我们基于已有的开发板，选用其搭配的STC90c516rd+的单片机，使用c语言编程。,三、模块详解,3.2电机与电机驱动 使用要求：低转速、适中扭矩输出、能保持静扭矩。 对比直流电机、步进电机和伺服电机，我们选择控制方便、有静扭矩保持的步进电机。 在电子市场对比多家和多型号，我们选择28BJ-48 搭配常用的ULN2003不仅电机驱动器,三、模块详解,3.2电机参数及控制,三、模块详细,3.3压电信号放大模块 根据选择的压电传感器，搭配的调理电路，在proteus中仿真图及实物图。

4、,三、模块详解,3.4 AD转换模块 又放大后的电压模拟信号经过模数转换，得到我们需要的力反馈，从而进行判断。 我们选用ADC0804，其读入输出稳定，有8个IO端口。,三、模块详解,3.5开关控制模块 开关接通与P0口，是使用P0口没有上拉电阻，所以默认输出为低电平，这样在接通过程直接接高电平，就能得到信号，接线简单。,三、模块详解,3.6电源模块 根据上述的模块的通电需求，我们设计一下可以输出+5V、-5V、接地的电源电路 7805稳压管输出+5V、ICL7660反向输出-5V,四、电路调理测试,4.1基于proteus仿真 利用keil软件编程，对整体电路进行了电路仿真。 子程序包括ad

5、c的启动及运行、延时程序、电机正反转。 利用proteus仿真，得到的结果能够完成电机正转、检测压力大小达到临界值停止旋转、反转。,四、电路调理测试,在调理测试过程中，遇到了许多细节问题，为了保证稳定性，简化控制方式，将控制框图简化如下：,四、电路调理测试,电路调试中遇到的问题： 电路板的焊接点断路 解决：重新焊接 杜邦线接触不良 解决：更换 延时程序导致ad转换失败 解决：多次更改 电阻短路 解决：重新制作 电机振动不旋转 解决：延时及拍数调试 经过多次调试，我们达到了所需要的效果，能够通过开关按键和压电传感器模拟电机完成抓取的过程。,四、电路调理测试,视频,五、问题与优化,问题： 简化控制结构后，在正转和反转按钮使用时，不能冲突，如果冲突会表现电机震动，及正转一圈、反转一圈。 整个系统缺少稳定性，接线复杂，操作不慎容易出现接触问题。 控制过程不够精细，不能保证电机旋转的精度问题，在检测或者按下开关后，会有延时，额外运行几个步距角。,五、问题与优化,优化： 在稳定前提下，可以更改控制结构，将正转执行放在最后 如果经济允许，制作pcb，具有更好的稳定性，省去复杂的接线 思考如何获取更精准的电机控制，达到控制精度要求,结束语,在电路控制设计部分，我们从零开始学习单片机语言及控制原理，各个芯片的功能和性能，学习使用仿