基于51單片機的液壓機械臂閉環(huán)控制系統(tǒng)設計
發(fā)布時間:2021-10-09 15:41
針對多關節(jié)液壓機械臂開環(huán)控制精度低的問題,設計了一套基于51單片機控制的液壓機械臂閉環(huán)控制系統(tǒng)。在上位機圖形界面上輸入控制數(shù)據(jù),經(jīng)串口通信到51單片機,通過控制電磁閥的導通來驅(qū)動機械臂運動;同時單片機可根據(jù)光電編碼器實時采集的各關節(jié)運動角度,進行反饋控制,形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng),以減小機械臂運動誤差。
【文章來源】:機床與液壓. 2020,48(05)北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
系統(tǒng)整體結(jié)構框圖
在整個閉環(huán)控制系統(tǒng)中,單片機系統(tǒng)是最為核心的控制裝置,其由51單片機、電源、時鐘電路及復位電路等組成[7]。選用STC89C52為控制器芯片,并將晶振電路接入其XTAL1、2 端口,將復位電路接入 RST 端口,在P0口處安裝上拉電阻后與LCD1602液晶屏相接,再加上按鍵電路、液壓驅(qū)動導通電路和數(shù)據(jù)采集電路等外圍線路,組成單片機系統(tǒng),如圖2所示。2.2 機械臂驅(qū)動
所設計的機械臂為關節(jié)型液壓機械臂,其三維模型如圖3所示。以基座(J1)、腰關節(jié)(J2)、肩關節(jié)(J3、J4)及腕關節(jié)(J5、J6)共 6個葉片式擺動液壓缸為驅(qū)動關節(jié),利用泵站通過液壓多路閥分流的方式來為各關節(jié)驅(qū)動提供動力。其中,液壓多路閥由6個電磁閥和設計閥塊組成,經(jīng)由油管與液壓擺缸的兩個油口相通,通過控制電磁閥的導通使對應關節(jié)沿著指定方向轉(zhuǎn)動。由于電磁閥的工作電壓為24 V,而單片機輸出的電平范圍為0~5 V,所以借助繼電器為中轉(zhuǎn)開關,進而控制電磁閥的導通。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于Kinect V2.0的6自由度機械臂控制系統(tǒng)的實現(xiàn)[J]. 鐘君,曹建樹. 機床與液壓. 2018(09)
[2]基于單片機的機械手臂控制系統(tǒng)設計[J]. 王偉. 機械管理開發(fā). 2018(01)
[3]基于PCA9685的多路舵機控制器設計[J]. 周英路,王志亮,朱松青,高海濤,李永. 南京工程學院學報(自然科學版). 2017(04)
[4]一種排爆機械臂控制系統(tǒng)設計[J]. 杜凱,張年松,賈召敏. 機床與液壓. 2017(17)
[5]基于STM32的機械臂控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 鄭文超,陳文輝. 工業(yè)控制計算機. 2016(10)
[6]基于STM32的機械臂反饋控制系統(tǒng)[J]. 查帥榮,周海芳,章杰. 微型機與應用. 2014(22)
[7]基于液壓驅(qū)動的數(shù)控機床上下料機械手的設計與研究[J]. 袁川來,胡燦,楊劍波. 湖南工業(yè)大學學報. 2014(03)
[8]多關節(jié)液壓臂架實時控制軟件的設計與實現(xiàn)[J]. 胡敏,梁聰慧,鄭慶華,李宇力. 中國工程機械學報. 2013(03)
[9]基于51單片機的光電編碼器接口裝置設計[J]. 李敏,丁紅昌,曹國華. 機械研究與應用. 2012(05)
[10]數(shù)控機床液壓機械手的PLC控制系統(tǒng)[J]. 王焱玉,田玲. 機床與液壓. 2005(04)
本文編號:3426651
【文章來源】:機床與液壓. 2020,48(05)北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
系統(tǒng)整體結(jié)構框圖
在整個閉環(huán)控制系統(tǒng)中,單片機系統(tǒng)是最為核心的控制裝置,其由51單片機、電源、時鐘電路及復位電路等組成[7]。選用STC89C52為控制器芯片,并將晶振電路接入其XTAL1、2 端口,將復位電路接入 RST 端口,在P0口處安裝上拉電阻后與LCD1602液晶屏相接,再加上按鍵電路、液壓驅(qū)動導通電路和數(shù)據(jù)采集電路等外圍線路,組成單片機系統(tǒng),如圖2所示。2.2 機械臂驅(qū)動
所設計的機械臂為關節(jié)型液壓機械臂,其三維模型如圖3所示。以基座(J1)、腰關節(jié)(J2)、肩關節(jié)(J3、J4)及腕關節(jié)(J5、J6)共 6個葉片式擺動液壓缸為驅(qū)動關節(jié),利用泵站通過液壓多路閥分流的方式來為各關節(jié)驅(qū)動提供動力。其中,液壓多路閥由6個電磁閥和設計閥塊組成,經(jīng)由油管與液壓擺缸的兩個油口相通,通過控制電磁閥的導通使對應關節(jié)沿著指定方向轉(zhuǎn)動。由于電磁閥的工作電壓為24 V,而單片機輸出的電平范圍為0~5 V,所以借助繼電器為中轉(zhuǎn)開關,進而控制電磁閥的導通。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于Kinect V2.0的6自由度機械臂控制系統(tǒng)的實現(xiàn)[J]. 鐘君,曹建樹. 機床與液壓. 2018(09)
[2]基于單片機的機械手臂控制系統(tǒng)設計[J]. 王偉. 機械管理開發(fā). 2018(01)
[3]基于PCA9685的多路舵機控制器設計[J]. 周英路,王志亮,朱松青,高海濤,李永. 南京工程學院學報(自然科學版). 2017(04)
[4]一種排爆機械臂控制系統(tǒng)設計[J]. 杜凱,張年松,賈召敏. 機床與液壓. 2017(17)
[5]基于STM32的機械臂控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 鄭文超,陳文輝. 工業(yè)控制計算機. 2016(10)
[6]基于STM32的機械臂反饋控制系統(tǒng)[J]. 查帥榮,周海芳,章杰. 微型機與應用. 2014(22)
[7]基于液壓驅(qū)動的數(shù)控機床上下料機械手的設計與研究[J]. 袁川來,胡燦,楊劍波. 湖南工業(yè)大學學報. 2014(03)
[8]多關節(jié)液壓臂架實時控制軟件的設計與實現(xiàn)[J]. 胡敏,梁聰慧,鄭慶華,李宇力. 中國工程機械學報. 2013(03)
[9]基于51單片機的光電編碼器接口裝置設計[J]. 李敏,丁紅昌,曹國華. 機械研究與應用. 2012(05)
[10]數(shù)控機床液壓機械手的PLC控制系統(tǒng)[J]. 王焱玉,田玲. 機床與液壓. 2005(04)
本文編號:3426651
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