火炮膛内拍照机器人控制系统方案设计及联合仿真(3)
图1.2 三蜗轮单蜗杆传动机构(主视图方向)
图1.3 三蜗轮单蜗杆传动机构(俯视图方向)
此外，为了实现炮管系列化测量，增加机器人的使用场合，故利用平行四边形机构和丝杠螺母的旋转直线运动原理设计了变径机构。优尔个支撑架安装相同，中间以一根连杆连接以实现联动。变径机构如图1.4所示。通过驱动丝杠螺母副上连接另一根连杆推动支撑架在一定范围内运动从而实现连续变径。
图1.4 平行四边形连杆机构(俯视图方向)
1.3.2 膛内拍照机器人的工作原理
基于膛内拍照机器人的结构，整个系统由ATmega128L控制。由ATmega128L通过软件输出控制信号控制三个步进电机转动，分别完成驱动、调节、拍照三种功能的控制。驱动步进电机每一次转动相同的圈数驱动整个机构前进一个视距L=75 mm；拍照步进电机用程序控制转动的圈数，驱动拍照机构转动90度。以上两个步进电机均采用开环控制，为了保证实现位置的高精度控制精度，故选用高精度步进电机。而调节机构的步进电机则采用闭环控制，单片机采集压力传感器的压力信号，通过软件控制调节步进电机转动方向和转动圈数来达到调节的目的。而单片机压力信号的采集与调节则是由定时器的设置来实现的。膛内拍照机器人控制原理图如图1.5所示。
图1.5 膛内拍照机器人控制原理图
1.4 本课题的研究内容
膛内拍照机器人由机械结构、控制系统电路和传感器三部分组成。控制系统主要由电源稳压模块、ATmega128核心控制模块、步进电机控制模块、FDY12864显示模块、矩阵键盘电路、传感器信号处理模块组成；传感器则用于实现自动预紧和调节。另一项重要的研究内容是在ADAMS软件环境下进行多体动力学建模与分析，在MATLAB/Simulink和ADAMS/View软件下进行机电系统联合仿真和分析。
本文共分四章，第一章是绪论部分，主要介绍膛内拍照机器人研究相关技术的发展状况和历程，并对自主设计的膛内拍照机器人结构进行结构和原理分析。第二章主要针对第一章中介绍的膛内拍照机器人PRO/E三文模型在ADAMS下进行多体动力学建模，对运动精度和输出力、力矩进行分析。第三章主要为介绍为膛内拍照机器人设计的控制系统。第四章主要介绍基于以上三张内容的联合仿真，并对仿真结果进行分析。
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