三自由度气动机械手的控制设计与仿真(修改二).docVIP

摘要 气动机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可以代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护让您身安全，因而广泛应用机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。本文主要进行了气动机械手的总体结构设计、气动设计和单片机控制系统。根据课题虚拟设计的要求，利用上位机和下位机对系统进行控制，并采用VB，对整个方案进行模拟。机械手采用气动驱动，主要由手部结构，升降机构，伸缩机构，旋转机构构成。气动部分的设计主要是选择合适的控制阀，设计合理的气动控制回路，通过控制和调节各个气缸压缩空气的压力、流量和方向来使气动执行机构获得必要的力、动作和改变运动方向，并按照规定的程序动作。本次实验主要完成了整个三自由度气动机械手的方案设计，它的特点是通过单片机控制机械手的运动，完成作业任务。能实现自动化控制，智能遥控，充分体现了人工智能。机械手节省了人力，使人类拜托了枯燥乏味的重复性动作。 关键字 ：气动机械手 VB模拟 上位机 下位机 目录 一、绪论…………………………………………………………………1 1.1 背景 ………………………………………………………………1 1.2 概述 ………………………………………………………………1 1.3 意义 ………………………………………………………………2 1.4 发展现状与趋势 …………………………………………………3 二、机械手的总体结构及各部件………………………………………3 2.1 总体结构 …………………………………………………………3 2.2 电源 ………………………………………………………………9 2.3 M542-05步进电机驱动器 ………………………………………11 2.3.1 双极恒流斩波驱动………………………………………12 2.3.2 步进电机驱动器接线方法………………………………13 2.4 气动电磁阀 4V210-08 …………………………………………18 2.4.1 电磁阀的简介 ……………………………………………18 2.4.2 工作原理 …………………………………………………19 2.4.3 电磁阀与单片机的连接 …………………………………20 2.4.4 电磁阀安装注意事项如下 ………………………………20 2.4.5 故障与排除………………………………………………20 2.5 42两相混合式步进电机…………………………………………21 2.5.1 两相混合式步进电机结构 ………………………………21 2.5.2 实际电机的工作原理 ……………………………………22 2.5.3 通用规格 …………………………………………………23 2.5.4 4、6和8线电机接线方法 ………………………………23 2.6 CHLED气缸 ………………………………………………………24 三、气压传动系统工作原理……………………………………………26 3.1 气动系统的优点…………………………………………………26 3.2 气压传动系统的组成部分………………………………………27 3.3 气压传动系统工作原理…………………………………………28 四、主板部分说明 ……………………………………………………29 4.1 主板电路原理图…………………………………………………29 4.2 主板元件…………………………………………………………30 4.3 电路线路…………………………………………………………30 4.4 控制过程…………………………………………………………31 五、主板上元件的介绍 ………………………………………………31 5.1 单片机简介………………………………………………………31 5.2 单片机与PC机构建的网络通信技术 …………………………33 5.3 MAX232CP E………………………………………………………33 5.4 ULN2003APG………………………………………………………34 5.5 PC817光电耦合器 ………………………………………………35 5.6 6N137 光电耦合器………………………………………………36 六、应用软件介绍 ……………………………………………………37 6.1 VB上位机…………………………………………………………37 6.2 keil4软件 ………………………………………………………38 七、主板程序 …………………………………………………………44 7.1 VB6.0的程序………………………………………………………45 7.2 单片机下位机程序……………………