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1、基于ARM單片機的步進電機聯(lián)動控制,學 號： 姓 名： 指導老師： 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 1.1 S
2、tewart,第一章,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)應用最成功的并聯(lián)機器人之一。,圖 1.2 Delta,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，精度高。 5、并聯(lián)結(jié)構(gòu)
3、運動學正解困難，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)機器人在應用上形成了一種互補的關(guān)系，各自都有其特殊的應用領(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：用戶輸入坐標命令傳遞給解算函數(shù)，解算函數(shù)(x,y,z）(,,)，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)相應角度，機械臂移動到對應坐標點。,,第三章,2.S3C6410初始化,S3C6410的啟動
4、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，當發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)少于16 byte，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25025010mm透明亞克力板切割而來。,,第四章,2.步進電機及驅(qū)動器,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H
5、ST3525： 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 33V為了能夠驅(qū)動HST3525，需用33V轉(zhuǎn)5V轉(zhuǎn)換電路，其實現(xiàn)如圖所示當GPC0的輸出是0的時候輸出會被拉成5V左右當GPC0的輸出時33V時由于三極管導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！,
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