Delta機器人畢業(yè)論

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1、基于ARM單片機的步進電機聯(lián)動控制學(xué)號：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)計與實現(xiàn)4第五章Delta機器人展示5第六章設(shè)計的不足之處6畢業(yè)論文答辯目錄研究背景自從1961年美國Unimation公司推出第一臺工業(yè)機器人以來，機器人得到了十分迅速的發(fā)展。1965年，英國高級工程師Stewart首先提出了一種6自由度的并聯(lián)機構(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1.1Stewart第一章

2、2014.06畢業(yè)論文答辯1985年，Clavel提出了一種成為Delta的三維移動機構(gòu)，如圖1.2示。Delta機器人是最經(jīng)典的空間三自由度移動的并聯(lián)機構(gòu)，大多數(shù)空間三自由度并聯(lián)機構(gòu)都是從Delta機構(gòu)衍生的。Delta機器人是一種具有3個平動自由度的高速并聯(lián)機器人，也是目前商業(yè)應(yīng)用最成功的并聯(lián)機器人之一。圖1.2Delta第二章研究目的與意義并聯(lián)機器人的特點：1、并聯(lián)結(jié)構(gòu)動平臺由多桿支撐，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、電機置于基座，運動負荷小4、并聯(lián)機構(gòu)末端沒有串聯(lián)機構(gòu)的誤差積累，精度

3、高。5、并聯(lián)結(jié)構(gòu)運動學(xué)正解困難，逆解容易，與串聯(lián)結(jié)構(gòu)相反，實時控制需要逆解，故并聯(lián)機構(gòu)有優(yōu)勢。并聯(lián)機器人與串聯(lián)機器人在應(yīng)用上形成了一種互補的關(guān)系，各自都有其特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，可以說并聯(lián)機器人的出現(xiàn)擴大了機器人的應(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）—>(α,β,γ)，經(jīng)解算函數(shù)反解后將所需運轉(zhuǎn)步數(shù)傳遞到串口，串口將命令更新保存在機器狀態(tài)中。判斷步進電機還需運轉(zhuǎn)步數(shù)及方向，傳遞給電機驅(qū)動，步進電機旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，機械臂移動到

4、對應(yīng)坐標(biāo)點。第三章2.S3C6410初始化S3C6410的啟動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現(xiàn)驅(qū)動信號頻率的調(diào)節(jié)，即調(diào)節(jié)步進電機的運轉(zhuǎn)速度。每按一下按鍵，發(fā)生一次中斷。對頻率進行一定數(shù)值的調(diào)節(jié)（增加或減少）。UART中斷實現(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16byte，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.機械部分圖4.1靜平臺圖4.2動平臺圖4.3主動桿以上部分均為250×250×10mm透明亞克力板切割而來。第四章2.步進電機及驅(qū)動

5、器考慮到大小與驅(qū)動功率的限制，本次設(shè)計選用42BYGH403二相步進電機。驅(qū)動器采用HST3525：供電電壓AC12-36V或DC12-24V驅(qū)動電流0.3-2.0A細分精度1-128細分可選光隔離信號輸入電機噪聲優(yōu)化功能可驅(qū)動任何2.0A相電流以下兩相、四相混合式步進電機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3．3V為了能夠驅(qū)動HST3525，需用3．3V轉(zhuǎn)5V轉(zhuǎn)換電路，其實現(xiàn)如圖所示當(dāng)GPC0的輸出是0的時候輸出會被拉成5V左右當(dāng)GPC0的輸出時3．3V時由于三極管導(dǎo)

6、通此時輸出被拉低成0，因此在給出GPC的輸出時還要注意將電平進行反轉(zhuǎn)。第四章5.坐標(biāo)反解為方便求解三自由度平臺的空間位置關(guān)系，研究平臺的運動規(guī)律，將機構(gòu)進行簡化。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、步進電機驅(qū)動、5V3A開關(guān)電源、24V10A開關(guān)電源第五章2.Delta機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！