自由度书法机械手设计.pdfVIP

2．5自由度书法机械手设计 魏晋军1，何祖恩2 350002) (L新疆阿舍勒铜业股份有限公司，新疆哈巴河县 836700；2．福州大学机械工程及自动化学院，福建福州 1引言 随着科学技术的发展和社会的进步，智能控制和机器 足以满足精度要求，最大静转矩鸠。=O．882N·m，经较核 人等高新技术领域及其应用越来越普及，例如用于迎宾服 其静态特性和动态特性均能满足要求，并有一定的余量。 基于以上的机械手动作，本文采用PICl6F877单片机 务的迎宾机器人，用于辅助医疗的脑外科机器人，用于娱 乐的足球机器人，用于清洗作业的擦窗机器人等等。目前 与脉冲分配器PMM8713作为控制步进电机的方案。整个 我国的机器人还主要是用于工业生产中。对机器人的应用 系统可分为机械结构、硬件电路与软件设计三部分。 程度还比较低，而书法艺术是我国民族文化的宝贵遗产之 2．1机械结构设计 一，软笔书法更是有着悠久的历史，本文介绍了一套基于 步进电机的工作方式为三相六拍，其步距角为1，5。， PIC单片机控制步进电机的实现写字功能的书法机械手的 电机和滚珠丝杆之间直接通过专用的联轴器相连，精简了 方案。 系统机械结构。 2总体方案设计 滚珠丝杆的支撑结构采用两端固定方式，首尾两端分 别安装一个角接触轴承，这样丝杆两端就不会有压杆稳定 本文设计的书法机械手拥有2．5自由度，其手都固定 问题。抓持笔的伸缩功能由电磁吸铁完成，当电磁吸铁通 在一个二维平面工作台上，工作台进给是由X、Y两台步 电时，完成缩的动作，反之，当电磁吸铁断电时，在弹簧 进电机驱动各自的滚珠丝杆实现。抓持笔的手通过一电磁 的作用下完成伸的动作。 吸铁实现伸缩即O．5个自由度，以利于落笔和抬笔，如图 1所示。电机型号为75B瑚3，工作方式为三相六拍，其 2．2硬件电路设计 本文硬件电路的设计主要是针对X、y轴两步进电机 的控制，以完成相应的插补动作。文中对于上位PC机和 单片机之间的数据通信由Rs一232串行口与单片机的US． ART完成异步通信；电机的环形分配单元采用专用的芯片 PMM8713实现；驱动部分则采用斩波恒流驱动，使电机的 各导通相在较宽的频率范围内都能保持额定值。为能有效 地抑制干扰，提高系统工作的可靠性，在控制信号与驱动 电路之间加入了光电隔离，硬件电路原理框图如图2所 示。 图l 机械结构示意图 收藕日期：2008棚埘 万方数据 _墨曩昼冒墨目I雹圜墨富I国匿圃 堡窒皇妄蔓：) 编辑框中的字符区不同位置上的像素颜色信息。如果读取