文档介绍：江西理工大学应用科学学院
微机控制课程设计报告
设计题目: 机械手控制(继电器+发光二极管)
设计者:
学号:
班级: 电气工程及其自动化
指导老师:
完成时间: 2012/7/6
设计报告
用户板
软件设计
答辩
(20)
平时
(20)
总评
格式(10)
内容(10)
检测
(5)
绘图(15)
程序(10)
调试情况(10)
摘要
随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大主要在汽车,电子,机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率,满足现代经济发展的要求。机械手技术涉及到电子、机械学、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。随着工业自动化发展的需要,机械手在工业应用中越来越重要。文章主要叙述了机械手的设计过程,文章中介绍了四自由度机械手的设计理论与方法。本设计以51 单片机为核心,利用继电器控制电机正转,反转和停止。本机械手的执行机构主要由四台电机组成,分别控制机械臂的X轴伸缩、Z轴升降、底盘、腕回转功能。动作模式有两种:自动模式,手动模式。单片机驱动继电器,继电器动作由发光二极管指示(二极管代表各电机)。
【关键词】:四自由度机械手, 51 单片机,直流电机,继电器,发光二极管.
目录
摘要 2
目录 3
1 绪论 1
机械手概述 1
设计要求及设计内容 3
此次设计研究的主要内容应解决的问题 3
2 设计方案 5
5
5
户板检测步骤及过程 7
各部分电路介绍 7
51单片机系统板电路介绍 7
机械手控制电路介绍 9
主要器件介绍 12
3 系统程序设计 14
、程序流程图 14
、程序设计 15
、电路总图 19
总结 20
致谢 22
参考文献 23
附录 24
附录1:元件清单 24
附录2:硬件原理图: 25
附录3:程序清单 26
1 绪论
机械手概述
机械化、自动化已成在现代工业中突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在***中,加工、装配等生产是不连续的,机器人的出现并得到应用,为这些作业的机械化奠定了良好的基础。机械手,多数是指程序可变(编)的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置(国内称作工业机械手或通用机械手)。机械手是一种具有人体上肢的部分功能,工作程序固定的自动化装置。机械手具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势,但功能较少,适应性较差。目前我国常把具有上述特点的机械手称为专用机械手,而把工业机械手称为通用机械手。简而言之,机械手就是用机器代替人手,把工件由某个地方移向指定的工作位置,或按照工作要求以操纵工件进行加工。机械手一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手。它是一种独立的、不附属于某一主机的装置,可以根据任务的需要编制程序,以完成各项规定操作。它是除具备普通机械的物理性能之外,还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的,称为操作机(Manipulator)。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是专业机械手,主要附属于自动机床或自动生产线上,用以解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外通常被称之为“Mechanical Hand”,它是为主机服务的,由主机驱动。除少数外,工作程序一般是固定的,因此是专用的。机械手按照结构形式的不同又可分为多种类型,其中关节型机械手以其结构紧凑,所占空间体积小,相对工作空间最大,甚至能绕过基座周围的一些障碍物
等这样一些特点,成为机械手中使用最多的一种结构形式。要机械手像人一样拿取东西,最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——执行机构;像肌肉那样使手臂驱动-传动系统;像大脑那样指挥手动作的控制系统。这些系统的性能就决定了运动的机械手的性能。一般而言,机械手通常就是由执行机构、驱动-传动系统和控制系统这三部分组成,如图1-1所示:
图1-1 机械手的一般组成
对于现代智能机械手而言,还具有智能系统,主要是感觉装置、视觉装置和语言识别装置等。目前研究主要集中在赋予机械手“眼睛”,使它能识别物体和躲避障碍物,以及机械手的触觉装置。机器人的这些组成部分并不是各自独立的,或者说并不是简单的叠加在一起,从而构成一个机械手的。要实现机械手所期望实现的功能,机械手的各部分之间必然还存在着相互关联、相互影响和相互制约。它们之间的相互关系如图1-2 所示。
图1-2
机械手的机械系统主要由执行机构和驱