Delta机器人毕业论.ppt

基于ARM单片机的步进电机联动控制,学 号： 姓 名： 指导老师： 答辩日期：2014年6月6日,2014.06,第三章 系统流程与模块介绍,3,第一章 研究背景,1,第二章 研究目的与意义,2,第四章 控制系统设计与实现,4,第五章 Delta机器人展示,5,第六章 设计的不足之处,6,毕业论文答辩,目录,研究背景 自从1961年美国Unimation公司推出第一台工业机器人以来，机器人得到了十分迅速的发展。1965年，英国高级工程师Stewart首先提出了一种6自由度的并联机构作为飞行模拟器用于训练飞行员。结构如图1.1。,第一章,2014.06,毕业论文答辩,图 1.1 Stewart,第一章,2014.06,毕业论文答辩,1985年，Clavel提出了一种成为Delta的三维移动机构，如图 1.2示。Delta机器人是最经典的空间三自由度移动的并联机构，大多数空间三自由度并联机构都是从Delta机构衍生的。Delta机器人是一种具有3个平动自由度的高速并联机器人，也是目前商业应用最成功的并联机器人之一。,图 1.2 Delta,第二章,研究目的与意义 并联机器人的特点： 1、并联结构动平台由多杆支撑，刚度大、结构稳定。 2、与串联结构相比，同自重与体积下承载能力更高。 3、电机置于基座，运动负荷小 4、并联机构末端没有串联机构的误差积累，精度高。 5、并联结构运动学正解困难，逆解容易，与串联结构相反，实时控制需要逆解，故并联机构有优势。 并联机器人与串联机器人在应用上形成了一种互补的关系，各自都有其特殊的应用领域，可以说并联机器人的出现扩大了机器人的应用范围。,2014.06,毕业论文答辩,2014.06,毕业论文答辩,第三章,1.系统控制流程,工作总流程：用户输入坐标命令传递给解算函数，解算函数(x,y,z）(,)，经解算函数反解后将所需运转步数传递到串口，串口将命令更新保存在机器状态中。判断步进电机还需运转步数及方向，传递给电机驱动，步进电机旋转相应角度，机械臂移动到对应坐标点。,第三章,2.S3C6410初始化,S3C6410的启动代码的作用为硬件的初始化及调用C函数。硬件初始化流程如图所示。,第三章,2.串口、按键中断控制流程,按键中断实现驱动信号频率的调节，即调节步进电机的运转速度。每按一下按键，发生一次中断。对频率进行一定数值的调节（增加或减少）。UART中断实现串口数据的发送，当发送缓冲区数据少于16 byte，发生中断，从环形缓冲区读取数据到发送缓冲区。,第四章,1.机械部分,图 4.1 静平台,图 4.2 动平台,图 4.3 主动杆,以上部分均为25025010mm透明亚克力板切割而来。,第四章,2.步进电机及驱动器,考虑到大小与驱动功率的限制，本次设计选用42BYGH403二相步进电机。,驱动器采用HST3525： 供电电压AC12-36V或DC12-24V 驱动电流0.3-2.0A 细分精度1-128细分可选 光隔离信号输入 电机噪声优化功能 可驱动任何2.0A相电流以下两相、四相混合式步进电机 20KHz斩波频率,第四章,3.系统总体电路连接,第四章,4.电压转换,S3C6410的I/O 输出高电平为 33V为了能够驱动HST3525，需用33V转5V转换电路，其实现如图所示当GPC0的输出是0的时候输出会被拉成5V左右当GPC0的输出时33V时由于三极管导通此时输出被拉低成0，因此在给出GPC的输出时还要注意将电平进行反转。,第四章,5.坐标反解,为方便求解三自由度平台的空间位置关系，研究平台的运动规律，将机构进行简化。得右图所示。,第五章,1.电控箱,电控箱中包含：电压转换电路、步进电机驱动、5V3A开关电源、24V10A开关电源,第五章,2.Delta机器人整体展示,第五章,3.OK6410开发板,第五章,4.视频展示,谢 谢！,欢迎老师提出宝贵意见！,