基于单片机的机械手控制系统
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该 设计 是 由单片机 控制 机器 手模 型构 成 的 。单片机 应用 了 ＡＴ８９Ｃ５ｌ芯 片 ，机 械手 具 备三个 自由度 ，在进行 上下升 降、左右 ９０。旋转 、 前后伸缩 、夹紧松 开等简易动 作上体现 出顺畅 性 。其工作程序 可以做 出如下阐述：首先为系 统 接 通 电源 ，机 械 手 在 初 始 位 置 ；接 下 来 对 上 料位 的工件存无性 进行检测，在工件存在的情 况下 ，把信 号传 导至单片机中 ；继而 以机械手 为媒介 ，借助单 片机管控的 电机 ，进行抓握或 获取 、搬运 与放 下工件等系列性活动 ；上述工 序 的运 行 体 现 出 周 期 性 与 往 返 性 ，直 至 系 统 与 电源 切 断为 止 。
元构 成的。信号收集借用 的是漫 反射 式光 电传
采 用 ＭＣＳ．５１系 列 单 片 机 控 制 机 械 手 系 统
【关键词 】机械 手 控制 系统 单机 片 ＿Ｔ－业企
业
感 器 设备；在 ＡＤ５２２芯片 的辅 助下 信号达 到 放 大 目标 ；模数 转换 应 用 ８位 串行 Ａ／Ｄ转 换 器 ＴＬＣ５４９芯 片；控制 单元为 ＡＴ８９Ｃ５ ｌ单片机
机械手运作 目标 的实现对 ４个步进 电机表 现 出强 烈 的依 赖 性 。 步 进 电 机 在 驱 动 芯 片 与 单 片机 Ｐ２口的协 助下有 次序 的衔接在 一起 ，行 程开 关和单 片机 Ｐ０口衔接 。为 了强化 系统程 序编辑的便捷性 ，对机械 手作业形式实施分解 措施 是极 为必要 的，具体 是将其 细化 为 ｌ１个 流程 ，和驱动 电机 的工作模式相匹配 ，构 建真 值表 ，继而在 真值表信息的帮衬下对 系统控 制 程序进行编 辑。此外，单片机不仅可 以对机 械 手运状态进 行管控，还能够对步进 电机转 角准 确 性 进 行 把 关 ，ＰＷＭ （脉 冲 调 制 ） 周 期 信 号 的形 成 也 是 必 然 的 ， 其 具 有 调 控 脉 冲 信 号 占空 比的功 能。控制原理等 同于定时器对 初始 值的 设 置环节 ，定 时时 间通常 为 ２０ｍｓ，在 程序 运 行过 程中借助调整定时器 中断初值 的方式，达 到传 导出出特定 占空 比脉冲信 号的 目标。该脉 冲 信 号 宽 度 单 位 为 微 秒 级 ，其 在 维 护 系 统 运 转 安稳 性后与精准性方面发挥 的作用 是极为显著 的
ห้องสมุดไป่ตู้
设计 了独 特控 制系统动作的控制 界面，可 以被 细化为手动与 自动两种 操作模式。
手 动操 作 模式 ：即 选定 电机 运 转速 度 ，
步进 电机 受 ＵＣＮ５８０４Ｂ集成电路芯片的掌控 。 借助启动 与关闭动作按钮的方 式，使 系统处于
新 时 期 下 ， 国 内 工 业 企 业 践 行 自动 化 发 展路线 ，工业机械手凭借 自体精准性高 、在 多 变 环 境 中适 应 能 力 处 于 较 高 层 次 以及 降低 人 力 资源 投入量等方面的优势 ，在冶金 、电子 以及 机械 制造等 领域均有应用 。本文对应 用 ＭＣＳ一 ５１系列单 片机控 制机 械手 系统 的优劣 势进行 分析 。协助应用者对其整体构造有较为全面 的 认识 ，在维护系统运转安稳性 的基础上 ，达 到 压缩 设备建设成本的 目标 。
性 。
３．２．３定 时 子 程 序
２硬件选型
其功 能为设置 ＰＷＭ （脉冲 调制 ）周期 信 号宽度值 ，进而 达到管控步进 电机运转 角度精
机械 手为该系统主要的控制对象 ，采用气 确 性 的 目标 。
动 式动力系统。系统大体上 是由采样放大单元、 ４ 系统 试 验 模数 转换单元、控制单元 、驱动 单元 和执行单
该 机械 手控 制系 统 内采用 了光 电传 感器
３ 软件 设计
机械 手控 制系 统 软件 设计 大体 上是 由主 程 序 、Ａ／Ｄ 转 换 子 程 序 、报 警 子 程 序 、 定 时 子 程 序 构 成 的 。
３．１ 系统主程序程序
系统主程 序主要 功能为 达到 自检初 始化 、 外部 中断 以及发动机械 手搬运功能等 目标 。在 其协助下系统操作者可 以实现监督与管控系统 运 行 状 态 的 目标 。
单 片机技术 · ＳＣＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
基于单片机 的机械 手控制系统
文 ／丁 红 斌
片机控制 机械手系统具备辨识与 判断故障的功
一 旦 系 统 收 集 、数 字 滤 波 后 的 电机 温 度
本 文 在 研 究 构 造 相 对 简单 机 械 手 系统 的 结 构 特 征 与 系 统 基 本 性 能，继 而探 究 由单 片机 的机 械 手 达到搬 运物 体 目的所 需的硬 件 与软 件 条件 。希 望 以单 片机机 械 手 为基 准构 建 的控 制 系统 ，在 不 断 的 改 进 中获 得 更 大 的应 用 空 间 ， 为 ＿Ｔ－业企 业最佳 生 产效 益 的取 得 做 出更 大 的 贡 献 。
１机械 手的基本结构和系统功能
机械 手大体 上 是一般 由手部 与肘 部两个 运动机构构成 ，手部具有抓握与把持 工件 （或 工具）的功能，参照工件结构形态 的差 异性 ， 其可 以被细化为夹持型 、托持 型和吸 附型几种 机械 手。手部在完成转动 （摆动 ）、移 动或 复 合运动环节上体现 出一定 的灵活 性，协助系统 操作实现规范性 目标 ，从而使 实体 的方 位与形 态发生一定变动 。另外 ，机械 手 自由度也是系 统设计的一项重要参数 。在 自由度数 目庞大 以 及机械手结构繁杂 的情况 下，系统的灵敏度就 越好 ，其功能也就月强大 。
能，一 旦系统出现短路 、短路 故障时，该系统 等 数 据 高于 预 设 定值 的 的 上 、 下限 以 后 ， 系 统
以电路保 护单元为媒介 自行 的把信 号传送给单 就 会 自行 的传 达 出 声 光 报 警 信 号 ，从 而确 保 系
片机 ，从 而确保系统功能维护 的对应 性与及时 统 故 障 处 理 的 时 效 性 。
元构 成的。信号收集借用 的是漫 反射 式光 电传
采 用 ＭＣＳ．５１系 列 单 片 机 控 制 机 械 手 系 统
【关键词 】机械 手 控制 系统 单机 片 ＿Ｔ－业企
业
感 器 设备；在 ＡＤ５２２芯片 的辅 助下 信号达 到 放 大 目标 ；模数 转换 应 用 ８位 串行 Ａ／Ｄ转 换 器 ＴＬＣ５４９芯 片；控制 单元为 ＡＴ８９Ｃ５ ｌ单片机
机械手运作 目标 的实现对 ４个步进 电机表 现 出强 烈 的依 赖 性 。 步 进 电 机 在 驱 动 芯 片 与 单 片机 Ｐ２口的协 助下有 次序 的衔接在 一起 ，行 程开 关和单 片机 Ｐ０口衔接 。为 了强化 系统程 序编辑的便捷性 ，对机械 手作业形式实施分解 措施 是极 为必要 的，具体 是将其 细化 为 ｌ１个 流程 ，和驱动 电机 的工作模式相匹配 ，构 建真 值表 ，继而在 真值表信息的帮衬下对 系统控 制 程序进行编 辑。此外，单片机不仅可 以对机 械 手运状态进 行管控，还能够对步进 电机转 角准 确 性 进 行 把 关 ，ＰＷＭ （脉 冲 调 制 ） 周 期 信 号 的形 成 也 是 必 然 的 ， 其 具 有 调 控 脉 冲 信 号 占空 比的功 能。控制原理等 同于定时器对 初始 值的 设 置环节 ，定 时时 间通常 为 ２０ｍｓ，在 程序 运 行过 程中借助调整定时器 中断初值 的方式，达 到传 导出出特定 占空 比脉冲信 号的 目标。该脉 冲 信 号 宽 度 单 位 为 微 秒 级 ，其 在 维 护 系 统 运 转 安稳 性后与精准性方面发挥 的作用 是极为显著 的
ห้องสมุดไป่ตู้
设计 了独 特控 制系统动作的控制 界面，可 以被 细化为手动与 自动两种 操作模式。
手 动操 作 模式 ：即 选定 电机 运 转速 度 ，
步进 电机 受 ＵＣＮ５８０４Ｂ集成电路芯片的掌控 。 借助启动 与关闭动作按钮的方 式，使 系统处于
新 时 期 下 ， 国 内 工 业 企 业 践 行 自动 化 发 展路线 ，工业机械手凭借 自体精准性高 、在 多 变 环 境 中适 应 能 力 处 于 较 高 层 次 以及 降低 人 力 资源 投入量等方面的优势 ，在冶金 、电子 以及 机械 制造等 领域均有应用 。本文对应 用 ＭＣＳ一 ５１系列单 片机控 制机 械手 系统 的优劣 势进行 分析 。协助应用者对其整体构造有较为全面 的 认识 ，在维护系统运转安稳性 的基础上 ，达 到 压缩 设备建设成本的 目标 。
性 。
３．２．３定 时 子 程 序
２硬件选型
其功 能为设置 ＰＷＭ （脉冲 调制 ）周期 信 号宽度值 ，进而 达到管控步进 电机运转 角度精
机械 手为该系统主要的控制对象 ，采用气 确 性 的 目标 。
动 式动力系统。系统大体上 是由采样放大单元、 ４ 系统 试 验 模数 转换单元、控制单元 、驱动 单元 和执行单
该 机械 手控 制系 统 内采用 了光 电传 感器
３ 软件 设计
机械 手控 制系 统 软件 设计 大体 上是 由主 程 序 、Ａ／Ｄ 转 换 子 程 序 、报 警 子 程 序 、 定 时 子 程 序 构 成 的 。
３．１ 系统主程序程序
系统主程 序主要 功能为 达到 自检初 始化 、 外部 中断 以及发动机械 手搬运功能等 目标 。在 其协助下系统操作者可 以实现监督与管控系统 运 行 状 态 的 目标 。
单 片机技术 · ＳＣＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
基于单片机 的机械 手控制系统
文 ／丁 红 斌
片机控制 机械手系统具备辨识与 判断故障的功
一 旦 系 统 收 集 、数 字 滤 波 后 的 电机 温 度
本 文 在 研 究 构 造 相 对 简单 机 械 手 系统 的 结 构 特 征 与 系 统 基 本 性 能，继 而探 究 由单 片机 的机 械 手 达到搬 运物 体 目的所 需的硬 件 与软 件 条件 。希 望 以单 片机机 械 手 为基 准构 建 的控 制 系统 ，在 不 断 的 改 进 中获 得 更 大 的应 用 空 间 ， 为 ＿Ｔ－业企 业最佳 生 产效 益 的取 得 做 出更 大 的 贡 献 。
１机械 手的基本结构和系统功能
机械 手大体 上 是一般 由手部 与肘 部两个 运动机构构成 ，手部具有抓握与把持 工件 （或 工具）的功能，参照工件结构形态 的差 异性 ， 其可 以被细化为夹持型 、托持 型和吸 附型几种 机械 手。手部在完成转动 （摆动 ）、移 动或 复 合运动环节上体现 出一定 的灵活 性，协助系统 操作实现规范性 目标 ，从而使 实体 的方 位与形 态发生一定变动 。另外 ，机械 手 自由度也是系 统设计的一项重要参数 。在 自由度数 目庞大 以 及机械手结构繁杂 的情况 下，系统的灵敏度就 越好 ，其功能也就月强大 。
能，一 旦系统出现短路 、短路 故障时，该系统 等 数 据 高于 预 设 定值 的 的 上 、 下限 以 后 ， 系 统
以电路保 护单元为媒介 自行 的把信 号传送给单 就 会 自行 的传 达 出 声 光 报 警 信 号 ，从 而确 保 系
片机 ，从 而确保系统功能维护 的对应 性与及时 统 故 障 处 理 的 时 效 性 。