文档介绍：摘要上海交通大学硕士研究生学位论文
基于的嵌入式微机器人控制系统的研究
摘要
微机器人系统是典型的微电子机械系统是一门新兴的涉及众多领域的交叉
学科它涉及到自然科学和社会科学覆盖了微电子计算机自动化电子工
程机械学生物学神经学社会学和先进制造工业等传统的和新兴的技术领
域 20 世纪 90 年代以来随着微电子机械系统 MEMS 及其相关技术的发展
以及人们对微小系统实际需求的推动微机器人及多微型机器人系统的研究逐渐
成为机器人学的一个热点
本文的任务是基于 DSP 技术研究微装配系统中毫米级微机器人的运动控
制和提高移动微机器人定位精度的方法及其控制系统的软硬件实现
本微型机器人系统的驱动器为自行研制的电磁型微马达该电磁型微马达结
构设计独特新颖其整体尺寸最大方向上仅为 三个微马达的转子直接作
为微机器人的驱动轮作直线驱动第四个微马达配合减速比为 1:3 的微型减速
齿轮系作方向控制该设计使微型机器人的直线运动控制和转弯运动控制相互独
立从而在微小工作空间内能够使微机器人高精度原地转向实现全方位无回
转半径运动
本系统以上层主机 host 和下层 DSP 控制器为核心单元来控制微机器人
人为给主机输入相应的参数主机通过串行通信接口(SCI)把数据传送给 DSP 控
制器 DSP 根据得到的数据调整控制微机器人的方案实现前进后退左转
右转等动作从而实现微机器人本体的精确移动控制另外还可以通过八个操
作键盘由操作人员介入实时控制两台微机器人的相应动作文中详细介绍了硬件
系统各部分的设计思想以及软件设计的流程
为了提高毫米级微机器人的定位精度满足实现微小器件操作的要求本文
对提高微机器人定位精度的方法进行了讨论提出了一种适合于 微马达
的新型虚拟绕组电流细分方法并与传统的两两通电方式相比较在理论推导的
基础上通过实验予以了验证实际结果与理论推导吻合该方法将微马达的直
线移动时的分辨率由两两通电方式的 15o 提高到 5o 步进精度由 提高至
I
摘要上海交通大学硕士研究生学位论文
转向移动的分辨率由 5o 提高至 5o/3
最后介绍了主机和 DSP 控制器之间的通信接口技术本系统采用串行通信
接口 SCI 标准 RS-232-C 文中介绍了这种接口的软硬件实现
本文作为起步性的前期研究工作虽然取得了一定的进展但离实用化的微
机器人装配系统仍有相当的距离随着技术的进步和研究的进一步深入该种微
机器人系统将会有广阔的应用前景我国在微型机器人以及微装配技术方面肯定
能够取得可喜的成绩
关键词微机器人电磁微马达 DSP 步进精度串行通信接口
II
摘要上海交通大学硕士研究生学位论文
RESEARCH ON MICRO ROBOT CONTROL
SYSTEM BASED ON DSP
ABSTRACT
The micro robot system is a typical Micro Electro-Mechanical System. It has e a new
research field, which involves many technologies such as microelectronics, computer science,
automatic control, electronics engineering, mechanics, biology, social science and so on. Since
1990s, with the development of MEMS and its related technologies, micro systems have emerged
in different applications and micro robot and its system has been an issue of robot research.
The task of this thesis is research and realization of micro robot’s movement and
improvement of micro robot’s position accuracy based on DSP (digital signal processor)
technology.
The mic