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基于单片机的简易机械手的设计单片机简易秒表设计

时间:2018-04-11 11:51  编辑:眼爆科技

0 引言

机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备,它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。

1 机械手的基本原理

机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有2~3 个自由度。

本文采用单片机AT89S52 作为控制系统的核心部件,在驱动系统中采用日本FUTABAS3003 舵机(即电动式)来构成基本的控制传动系统,在机构的拼装上采用3 自由度全金属结构,达到自动抓取重物并转移的目的。

2 系统硬件设计

2.1 动力系统的选择

一个成功的机械手必须要有强大的动力系统和精准的信号系统。目前,机械手常用的动力系统有液压式、气动式、电动式、机械式。本文选择电动式作为机械手的动力系统。在机器人机电控制系统中,舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构,其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口,所以本文选择舵机驱动系统。它接收一定的控制信号,输出一定的角度,非常适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。本文选用的舵机为FUBATA 的,型号为S3003。其主要技术参数如下:①转速:0.23 秒/60 度。②力矩:3.2kg·cm。③尺寸:44.1mm×26.6mm×36.1mm。④重量:37.2g。⑤5V 电源供电。

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