1、“.....安连续堵转转距.峰值电压峰值堵转电流.安空载转速部回转同上手爪传动机构采用丝杠螺母结构,选用电机性能参数相数分配方式向拍步距角。度相电流。安电压最大静转距驱动电路的研制恒流源型步进电机驱动电路的研制.驱动电路的选择步进电机驱动电路,有的结构简单但性能较差,如基本型,有的性能好,但结构复杂造价高,且难以调试,如晶闸管型斩波型等。教学机器人控制精度要求不高,工作频率在几百赫兹左右,工作电流在,不联系工作。为简化电路,降低成本,我们选定单电压恒流源功放电路,用晶体管及相关电路构成的恒流源代替基本型中的,组成恒流源型步进电机驱动电路。这种电路不太复杂,安装调试简单,改变电阻,增减串联二极管个数,可以很方便的改变工作电流,以适用不同步进电机。这种电路的缺点是高频特性差,但工作要求不高,所以可以使用。恒流源型功率放大电路原理图图恒流源型功率放大电路原理图......”。
2、“.....小则电机绕组的电流泄放时间长,电流波形下降沿边差,增大能改善下降沿,但开关管承受的反电压回增大,容易将开关管击穿,因此也不应过大,般取,我们取,功率,泄放二极管为,前置放大管采用,耐反电压,最大电流,耗散功率,相配电阻为,为。开关管采用,耗散功率最大电流,恒流源管采用,耗散功率最大电流,恒流源三极管集电极电阻。恒流源上的限流电阻计算为其中恒流源上二极管个数设计的工作电流.为二极管压降这里用的二极管为,根据电机所需的工作电流,可适当选取二极管个数及限流电阻.本电路选取,.,这样单向电压可达.,.步进电机开环控制的研制机器人三个自由度及手爪开合驱动采用了步进电机开环控制,其核心采用单片机,步进电机驱动所需的环形脉冲直接由输出口输出,省掉环形分配器,控制框图如下图步进电机开环控制框图双极型直流力矩电机的驱动电路的研制双极型功放电路如下图,为达林顿管,为型,最大电流,最大耗散功率为,耐反电压与管参数相同,但为型......”。
3、“.....用以保护,不被击穿。光电偶合管为,将数字电路与模拟电路隔开,为二输入与非门,正逻辑为六反向器,正逻辑。下面介绍工作原理光电偶合管前部分的数字电路逻辑功能为真值表如图表格直流电机控制信号逻辑电路真值表当输入信号,为,时,此时路光偶导通电阻有电流通过,点电位升高,达林顿管饱和导通,截止,电压几乎全加在直流电机上,使直流电机正转。当输入信号,为,时,此时路光偶导通电阻有电流通过,达林顿管饱和导通,截止,电压几乎全加在直流电机上,使直流电机反转。当输入信号,为或时,即高电平,此时两路全截止,两达林顿管基极军无电流通过而截止,此时电机绕组无电流通过,即停止。当输入信号为相位相反的脉冲信号时,达林顿管,交替导通,截止,调整脉冲频率可使直流电机处于所定状态,改变输入脉冲的占空比,可改变电机运行方向和速度。光电码盘的选择和辩向电路的研制,.光电码盘的选择教学机器人演示系统中,对位置精度要求不高......”。
4、“.....其输出为电平,方波脉冲信号,所需电源电压输出波形为.辨向电路的研制光电码盘直接安装在直流电机的主轴上,在直流电机转动的过程中,即有正转也有反转,这样光电码盘输出的脉冲信号即有正转的也有反转的。为了准确的检测电机的转动角度,必须辨别光电码盘的转动方向。这种辨别码盘转动方向的电路称为辨向电路,原理如图图表辨向电路原理图从码盘输出的两路信号,在相位上互差度。设正向运动时超前于度,则此时的上升沿对应于的高电平,反向移动时超前于度,这时的上升沿对应着的低电平。据此可以判别码盘的转动的方向。我们采用片单稳态触法器和片与非门来够成辨向电路如下图图辨向电路原理图单稳态触法器只有个稳定状态。当没有外加信号时,输出为低电平在出发脉冲的作用下,输出为高电平,并停留段时间自动返回低电平。此处“停留”时间在数十毫秒到数十秒范围内变化。它由外加电阻和外加电容决定......”。
5、“.....电容调节上,下,将上下分别与第二路方波信号进行与非运算,输出分别送入两个计数器,进行计数,这样当码盘正向运动时,计数器有脉冲,而计数器没有脉冲输入当反向运动时,计数器无脉冲输入而计数器有脉冲输入,由此达到辨向的目的。直流电机的闭环控制系统的研制。前面介绍了直流电机的驱动电路和辨向电路,这里加上控制核心单片机,就形成了直流电机的闭环控制系统。在本系统中,直流电机用在机器人的腕部回转和手爪回转上。考虑到结构特点,减少手部腕部的质量,直流电机与其直接相连,直流电机采用直接驱动方式。在这种方式下,要求电机输出较高的转距,较低的转速,因此我们选用直流力矩电机。我们用软件实现电机闭环伺服控制,由单片机输出脉冲信号,启动功率放大电路,驱动直流电机转动。光电码盘将转动的角位移转化成脉冲信号,经辨向电路输入给单片机的两个计数器,单片机读取计数器的值,并转化成角位移,然后与直流电机的预期位置进行比较......”。
6、“.....当差值的绝对值小于直流电机位置容许误差时,停止转动。这样就实现了直流电机位置的闭环控制。以单片机为核心的机器人控制系统的研制机器人控制核心的研制作为控制核心需进行扩展,本机器人自由度有个,需四个步进电机和两个直流电机,而控制脉冲有输出,这样原由的口不够用,需进行扩展,我们采用扩展芯片。器件的选择选择五自由度机器人结构设计摘要制,其中步进电机采用单电压恒流源驱动由单片机直接发出控制脉冲信号。腕部的闭环控制采用直流力矩电机加装光电码盘实现,显示部分采用液晶显示模块。第章结构设计及计算本章将详细设计机器人系统的具体零部件,完成装配图和全部零部件图的设计工作,也将完成些标准器件如电机的选型工作。我们将按结构分块,分步进行设计,阅读本章是请参考总装图及零部件。.手部夹持器的结构设计.手部夹持器的结构设计概述机器人的手部是最重要的部件。从其功能和形态上看,分为工业机器人的手部和类人机器人的手部。目前前者应用较多,也较成熟,后者正在发展中......”。
7、“.....由于被握持工件的形状,尺寸,重量,材料及表面状态的不同,其手部结构也是多种多样的,大部分的手部结构都是根据特定的工件要求而专门设计的,按起我持原理的不同,常用的手部夹持器分为如下两类.夹持式,包括内撑式和外夹式,常用的还有勾托式和弹簧式等。.吸附式,包括气吸式和磁吸式等手部的结构和手指形状的确定在本系统中,抓重为,手指开合.。我们决定选择滑槽杠杆支点回转手部。这种结构可通过各杆之间的角度或杆长,该变握力的大小及指间的开闭角。其优点是结构简单,动作灵活,夹持范围大,这种手部的结构比较简单,工作原理清晰易懂,也是机器人较常用的结构,这些都合乎教学演示的要求,缺点是工件直径误差会引起夹持后工件的中心发生移动。指端采用块型式,也是机器人手指形状中较常用的形式,争取到手部能从腕部方便地装拆,以提高通用性。下图是本系统的手部结构示意图......”。
8、“.....然后做力的分析.握力计算由初始设计可知,则方位系数,他与手指和工件的形状,以及手指夹持攻击的方位有关。此处,按手指是水平放置,夹持垂直的工件,型指端夹圆形棒料的情况考虑。取.其中型手指半角,由结构设计可知.故为其与工件的摩擦系数,取.所以图滑槽杠杆式手部受力分析.上图是滑槽杠杆式手部结构及受力分析间图。丝杆通过销轴的向上的拉力驱动力是,作用与手指上的力,其方向垂直于滑槽的中心线和。滑槽对销轴的反作用力为和。且其延长线交点,由于和为直角,故。根据轴销的力平衡条件得由手指的力矩平衡条件得因为,所以,式中,手指的回转支点到对称中心距离工件被夹持时,手指的滑槽方向与两回转支点线间的夹角,结构设计时取,.所以,销轴或螺母所受力驱动力的反作用力.考虑工件在加工过程中产生的惯性力震动及传力机构效率的影响,其实际的驱动力为其中安全系数,般取,工作情况系数,且机构的加速度。η机械效率扭距计算我们先来计算下螺旋升角。校核下此丝杆......”。
9、“.....根据结构尺寸,丝杆的公称直径螺距螺纹头数所以,丝杆中径.螺纹升角.螺纹的当量摩擦角.其中,是摩擦副间的摩擦系数取.是螺纹牙形半角取所以,此丝杆螺母机构可安全自锁下面来计算驱动力距其中螺旋副摩擦力矩螺旋副轴向载荷,螺旋副中径,当量摩擦角螺旋升角是端面摩擦力矩,此处不计故.电机的选择至此,根据上述计算,我们得出了丝杆上应具有的扭距,据此,根据步进电机产品样本手册,选用型电机可以满足要求腕部结构设计概述腕部是臂部和手部的连接部件,其作用是在臂部运动的基础上,进步改变或调整手部在空间上的位置和方向,从而增强手部的灵活性,扩大手部的工作范围。腕部应具有独立的自由度,为使手臂能出于空间的任意方向,腕部应具有回转,上下俯仰和左右摆动三个自由度,多数情况下,工业机器人和机械手的腕部应具有个或两个自由度,即回转或回转上下俯仰左右摆动腕部结构设计本系统的腕部结构向其他机器人样,也是整个结构中最复杂的部分,将臂部的升降改在腕部实现,是为了整体结构小型化......”。
Backup of Sheet1.Sch
Previous Backup of Sheet1.Sch
程序框图.dwg
(CAD图纸)
控制原理图.DDB
实习日记.doc
外文翻译--工业机器人及电动驱动系统.doc
蜗轮蜗杆减速器.dwg
(CAD图纸)
五自由度机器人结构设计开题报告.doc
五自由度机器人结构设计说明书.doc
五自由度教学演示机器人结构总装图.dwg
(CAD图纸)