機(jī)械手指答辯ppt

1、CDIO課程設(shè)計(jì)-欠驅(qū)動(dòng)仿人形靈巧手指機(jī)自05班羅亮、梁傳鑫韓月晨、步明繁、吳遠(yuǎn)昊1課程目的設(shè)計(jì)并制作可夾持雞蛋的機(jī)械手具備一定的精度和反饋功能通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作過(guò)程，學(xué)習(xí)并應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)，從中吸取機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程經(jīng)驗(yàn)2機(jī)械部分3欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手什么是欠驅(qū)動(dòng)為何選擇欠驅(qū)動(dòng)如何實(shí)現(xiàn)欠驅(qū)動(dòng)4什么是欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的獨(dú)立控制變量個(gè)數(shù)小于系統(tǒng)自由度個(gè)數(shù)的一類非線性系統(tǒng)。橋式吊車、倒立擺系統(tǒng)都是典型的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。5為何選擇欠驅(qū)動(dòng)控制量少每根手指僅需要一個(gè)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單兩套四連桿結(jié)構(gòu)足矣容錯(cuò)控制欠驅(qū)動(dòng)控制算法可以起到容錯(cuò)控制易于調(diào)試電機(jī)少，反饋少6如何實(shí)現(xiàn)欠驅(qū)動(dòng)關(guān)鍵：連桿機(jī)構(gòu)、彈性元件7尺寸設(shè)計(jì)指節(jié)尺寸參照人手指連桿尺

2、寸經(jīng)過(guò)計(jì)算與調(diào)試兩級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)采用相同尺寸8Solidworks建模與仿真Motion仿真9實(shí)物圖詳情見(jiàn)實(shí)物10機(jī)械部分總結(jié)1、接觸并了解了“欠驅(qū)動(dòng)”，知識(shí)得到擴(kuò)展。2、親自動(dòng)手加工制作了幾十個(gè)小時(shí)，動(dòng)手能力得到提高，經(jīng)驗(yàn)更豐富。3、機(jī)械設(shè)計(jì)以及加工部分還存在太多缺陷，加工很粗糙。11電控部分12摘要一、功能要求分析二、總體設(shè)計(jì)思路三、模塊詳解四、電路調(diào)理測(cè)試五、問(wèn)題與優(yōu)化13一、功能要求分析1.1手指動(dòng)作功能各關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)完成握拳動(dòng)作接觸物體表面感應(yīng)接觸力大小，并根據(jù)力度變化停止握緊動(dòng)作各關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)完成松手動(dòng)作14一、功能要求分析1.2電路控制功能需求握緊電機(jī)正轉(zhuǎn)力反饋AD轉(zhuǎn)換松開(kāi)電機(jī)反轉(zhuǎn)15二、

3、總體設(shè)計(jì)思路針對(duì)上述功能需求，我們對(duì)電路控制部分兩大功能（電機(jī)驅(qū)動(dòng)和壓電反饋信號(hào)處理判斷)，作出了結(jié)構(gòu)框圖16二、總體設(shè)計(jì)思路控制結(jié)構(gòu)圖開(kāi)關(guān)按鈕：K1 K2 K3壓電反饋信號(hào)：temp17三、模塊詳解根據(jù)以上分析，我們將結(jié)構(gòu)分解為一下模塊控制單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換模塊放大調(diào)理模塊電源模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊開(kāi)關(guān)控制模塊18四、3.1 單片機(jī)秉著充分利用手頭資源的原則，我們基于已有的開(kāi)發(fā)板，選用其搭配的STC90c516rd+的單片機(jī)，使用c語(yǔ)言編程。19三、模塊詳解3.2電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)使用要求：低轉(zhuǎn)速、適中扭矩輸出、能保持靜扭矩。對(duì)比直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)，我們選擇控制方便、有靜扭矩保持的步進(jìn)電機(jī)。在電

4、子市場(chǎng)對(duì)比多家和多型號(hào)，我們選擇28BJ-48搭配常用的ULN2003不僅電機(jī)驅(qū)動(dòng)器20三、模塊詳解3.2電機(jī)參數(shù)及控制型號(hào)28BYJ-48外形尺寸24X19電壓5V相數(shù)4相減速比1:64步距角5.25驅(qū)動(dòng)方式8拍自定位轉(zhuǎn)矩34.3mN.m21三、模塊詳細(xì)3.3壓電信號(hào)放大模塊根據(jù)選擇的壓電傳感器，搭配的調(diào)理電路，在proteus中仿真圖及實(shí)物圖。22三、模塊詳解3.4 AD轉(zhuǎn)換模塊又放大后的電壓模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到我們需要的力反饋，從而進(jìn)行判斷。我們選用ADC0804，其讀入輸出穩(wěn)定，有8個(gè)IO端口。23三、模塊詳解3.5開(kāi)關(guān)控制模塊開(kāi)關(guān)接通與P0口，是使用P0口沒(méi)有上拉電阻，所以默認(rèn)

5、輸出為低電平，這樣在接通過(guò)程直接接高電平，就能得到信號(hào)，接線簡(jiǎn)單。24三、模塊詳解3.6電源模塊根據(jù)上述的模塊的通電需求，我們?cè)O(shè)計(jì)一下可以輸出+5V、-5V、接地的電源電路7805穩(wěn)壓管輸出+5V、ICL7660反向輸出-5V25四、電路調(diào)理測(cè)試4.1基于proteus仿真利用keil軟件編程，對(duì)整體電路進(jìn)行了電路仿真。子程序包括adc的啟動(dòng)及運(yùn)行、延時(shí)程序、電機(jī)正反轉(zhuǎn)。利用proteus仿真，得到的結(jié)果能夠完成電機(jī)正轉(zhuǎn)、檢測(cè)壓力大小達(dá)到臨界值停止旋轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。26四、電路調(diào)理測(cè)試 在調(diào)理測(cè)試過(guò)程中，遇到了許多細(xì)節(jié)問(wèn)題，為了保證穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化控制方式，將控制框圖簡(jiǎn)化如下：27四、電路調(diào)理測(cè)試電路調(diào)

6、試中遇到的問(wèn)題：電路板的焊接點(diǎn)斷路 解決：重新焊接杜邦線接觸不良 解決：更換延時(shí)程序?qū)е耡d轉(zhuǎn)換失敗 解決：多次更改電阻短路 解決：重新制作電機(jī)振動(dòng)不旋轉(zhuǎn) 解決：延時(shí)及拍數(shù)調(diào)試經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，我們達(dá)到了所需要的效果，能夠通過(guò)開(kāi)關(guān)按鍵和壓電傳感器模擬電機(jī)完成抓取的過(guò)程。28四、電路調(diào)理測(cè)試視頻29五、問(wèn)題與優(yōu)化問(wèn)題：簡(jiǎn)化控制結(jié)構(gòu)后，在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)按鈕使用時(shí)，不能沖突，如果沖突會(huì)表現(xiàn)電機(jī)震動(dòng)，及正轉(zhuǎn)一圈、反轉(zhuǎn)一圈。整個(gè)系統(tǒng)缺少穩(wěn)定性，接線復(fù)雜，操作不慎容易出現(xiàn)接觸問(wèn)題?？刂七^(guò)程不夠精細(xì)，不能保證電機(jī)旋轉(zhuǎn)的精度問(wèn)題，在檢測(cè)或者按下開(kāi)關(guān)后，會(huì)有延時(shí)，額外運(yùn)行幾個(gè)步距角。30五、問(wèn)題與優(yōu)化優(yōu)化：在穩(wěn)定前提下，可以更改控制結(jié)構(gòu)，將正轉(zhuǎn)執(zhí)行放在最后如果經(jīng)濟(jì)允許，制作pcb，具有更好的穩(wěn)定性，省去復(fù)雜的接線思考如何獲取更精準(zhǔn)的電機(jī)控制，達(dá)到控制精度要求31結(jié)束語(yǔ)在電路控制設(shè)計(jì)部分，我們從零開(kāi)始學(xué)習(xí)單片機(jī)語(yǔ)言及控制原理，各個(gè)芯片的功能和