AT89S51单片机全地形八足机器人机械手的设计
时间:2017-01-17 19:45 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 本设计是一种基于AT89S51单片机控制的全地形八足机器人机械手的设计，包括机械手机械结构的设计以及电控系统软硬件设计。机械手结构由三个关节和一个手爪组成，考虑到定位精度要求，关节和手抓都用步进电机控制。机械手电控系统采用两级递阶控制方式：PC机构成的上位机和51单片机构成的下位机。操控者通过上位机界面设置控制参数,上位机通过算法解算出各个步进电机的转速和方向，通过RS-232串口通讯将控制信号传送给下位机节点。下位机节点接收到上位机命令后，按指定参数控制I/O口产生相应的步进脉冲，步进脉冲经电机驱动芯片L298N功率放大后，控制步进电机运动，从而实现对机械手位置的远距离实时控制。整个系统结构简单、可靠性高、成本低，实验结果表明机械手能够按照操作者意愿顺利完成抓取、搬运等功能。5386 关键词 AT89S51 L298N RS-232串口通讯 步进电机 关节机械手 毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title The design of a manipulator for an eight-legged robot Abstract This is a simple design of a manipulator for all-terrain eight-legged robot based on AT89S51. It includes mechanical structure design of manipulator，electric control system hardware and relative software. The manipulator is comprised of three joints and a paw. They are controlled by stepping motors due to the positioning accuracy requirement. The manipulator electric control system adopts a two-level control mode. A PC is used as the upper computer and the AT89S51 as the lower computer. The PC calculates each motor’s working parameters through an algorithm，and then send control signals to AT89S51 using RS-232 serial interface, then the I/O of AT89S52 generates control pulses, these pulses should be amplified by the L298N to control rotation speed and direction of the step motors. The whole system has a simple structure, high reliability, low cost. Test results indicate that the designed manipulator system can achieve the above functions. Keywords: AT89S51 L298N RS-232 Stepper motor Manipulator 目 录 1 绪论 3 1.1 机器人概述 3 1.2 移动机械手研究背景和现状… 3 1.3 移动机械手的发展方向和趋势 4 1.4 论文简介及论文所做的工作… 5 2 机械手整体机械结构设计… 6 2.1 自由度及关节… 6 2.2 基座及连杆 6 2.2.1 基座 6 2.2.2 腰部 7 2.2.3 手臂 7 2.2.4 手腕 8 2.2.5 手爪 8 2.3 驱动方式… 8 2.3.1 步进电机基本介绍11 2.3.2 步进电机选型12 2.4 传动方式…14 2.4.1 减速比的确定14 2.4.2传动方式的确定… 14 3 电控系统硬件设计17 3.1 整体方案设计…17 3.2 单片机选择和介绍…18 3.3 驱动芯片的选择 22 3.4 串口通讯模块设计… 23 3.5 小结… 25 4 软件设计 26 4.1 上位机软件设计 26 4.1.1 上位机界面实现步骤… 26 4.1.2 串口通讯模块程序设计 27 4.1.3 各电机控制信号的算法 29 4.1.4 操作方式 31 4.2 下位机软件设计 32 4.2.1 下位机串口通讯模块… 32 4.2.2 下位机步进电机控制实现… 35 4.3 整个系统软件流程图… 38 5 系统调试 41 5.1 实际调试硬件设施介绍… 41 5.2 调试实际结果分析… 42 5.3 调试过程中遇到的问题及解决方案 43 (责任编辑：qin) |