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《基于CAN總線的數(shù)據(jù)臂通信設計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、基于CAN總線的數(shù)據(jù)臂通信設計趙曉軍，等基于CAN總線的數(shù)據(jù)臂通信設計DesignofDataArmCommunicationBasedonCANBus趙曉琴1曹建砷1李刁一2互飛1侄口月偉1舅洛霞1哲勇1(河北大學電子信息工程學院’，河北保定071002；北京林業(yè)大學工學院2，北京100083)摘要：針對數(shù)據(jù)臂的多電機驅動、多傳感器信息采集的特點，提出了一種基于CAN總線的數(shù)據(jù)臂通信方案。通過CAN總線將上位機與下位機各關節(jié)測控節(jié)點相連，實現(xiàn)系統(tǒng)的分布式測最與控制；在此基礎上，制定了適合于模塊化結構數(shù)據(jù)臂通信要求的CAN總線協(xié)議，以協(xié)調總線七的信息流，從而減小總線沖突仲裁所需時間。該系
2、統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸準確率高、實時性好、工作性能穩(wěn)定、連線簡單，能夠滿足數(shù)據(jù)臂對實時性、可靠性等性能的要求。關鍵詞：CAN總線數(shù)據(jù)臂通信接口電路總線協(xié)議、中圖分類號：TP273文獻標志碼：AAbstract：Aimingatthefeaturesofdataarm。i．e．multiplemotordrivingandmultiple眈n8凹informationacquisition。thecommunicationstrat-egybasedonCANbusfordataarmisproposed．ThroughCANbus-themeasuredandcontrolledjointnode
3、sofslavecomputersandthehostcomputerareconnectedforimplementingdistributedmeasurementandcontr01．Onthisbasis。theCANbusprotocolsuitablefordataarmcorn-municationwithmodularstructureisestablishedtocoordinatetheinformationstreamsonthebusandreducesthetimerequiredforbusconflictarbitration．Thesystemfeatur
4、eshighlyprecisedatatransmission，excellentreal-timeperformanceIstableoperation。andeasyconnection．ItmeetstherequirementsofdatatLrmuponreal—timeperformanceandreliability，etc．Keywords：CANbusDataa珊CommunicationInterfacecircuitBusprotocol0引言數(shù)據(jù)臂是一種可穿戴在人手臂上的外骨架式裝置，是一種新型的、界面友好的人機交互設備?。數(shù)據(jù)臂測控系統(tǒng)一般有3類：①集中控制，如
5、中南大學肖會芹等提出的手臂機器人通信方案心3；②主從控制，如黑龍江科技學院研制的多軸伺服控制器"叫’；③分布式控制，如天津大學郭麗峰等研制的關節(jié)臂式坐標測量機㈣。上述三種方案各有其優(yōu)越性。針對數(shù)據(jù)臂對通信系統(tǒng)實時可靠的需求，提出一種新型的、基于CAN總線的數(shù)據(jù)臂通信方案。該方案采用分布式結構，將CAN總線應用到數(shù)據(jù)臂上，以連接眾多關節(jié)測控節(jié)點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)臂各關節(jié)信息的精確采集和控制。該方案充分利用了CAN總線突出的可靠性、實時性、可擴展性以及簡單方便的特點；另外，CAN總線完善的錯誤處理機制能夠保證數(shù)據(jù)在高噪聲干擾環(huán)境下的安全可靠傳輸∞1。河北省科技廳科技支撐計劃資助項目(編號：06213
6、5132)；河北省教育廳重點科技基金資助項目(編號：2005002D)；河北大學博士基金資助項目(編號：y2005052)。修改稿收到日期：2009一ll一26。第一作者趙曉軍，男，1967年生，2005年畢業(yè)于北京理工大學機械電子工程系，獲博士學位，教授；主要從事機器人技術的研究。《自動化儀表》第31卷第5期2010年5月1系統(tǒng)結構1．1數(shù)據(jù)臂整體結構數(shù)據(jù)臂通常具有7個自由度，即7個關節(jié)。7個自由度相互獨立，互不耦合o¨。為了達到對數(shù)據(jù)臂的精確測量和控制，數(shù)據(jù)臂上的關節(jié)由電機控制，各關節(jié)處裝有關節(jié)位置傳感器，用于檢測關節(jié)轉角。測量機構分為肩部測量機構、肘部測量機構、前臂測量機構和腕部測
7、量機構這4個部分哺J，分別測量肩關節(jié)3個自由度、肘關節(jié)1個自由度、前臂1個自由度和腕關節(jié)2個自由度的運動。1．2數(shù)據(jù)臂的通信系統(tǒng)結構基于CAN總線的數(shù)據(jù)臂通信系統(tǒng)采用分布式結構，由上位機和下位機各關節(jié)測控節(jié)點組成。上位機由PC機和CAN適配卡組成，其充分利用PC機的高速性能和軟件開發(fā)的便利性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)臂各關節(jié)角度的標定、仿真、力反饋的分解，以及與從動機械臂的通信與控制等功能。下位機由并行工作的關節(jié)測控節(jié)點組成，并通過CAN總線與上位
