三自由度工业用机械手控制系统设计

摘  要

随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。使机械手技术也在设备的不断完善中得到快速发展，其中气动机械手系统更是由于其介质来源简便以及不污染环境、组件价格低廉、维修方便和系统安全可靠等特点，已渗透到工业领域的各个部门，在工业发展中占有重要地位。

本次毕业设计主要是研究三自由度工业用机械手控制系统。论文简单介绍了机械手的概念，发展现状以及应用前景。详细介绍了机械手的硬件设计和软件设计。其中硬件设计部分介绍了机械手各个部件的选用及原理，包括气缸的原理及选用，步进电机的原理及选用，单片机的选用等等。论文还对机械手基于STC单片机的整体原理做了些简单介绍。软件部分介绍手持器的使用和程序的总体设计，其中重点描述了手持器的的使用和各自按键对应机械手的动作。

关键词：单片机; 气动; 机械手

目 录

摘  要 II

Abstract III

第一章 前 言 1

1.1本课题研究的目的与意义 1

1.2本课题的主要任务 1

第二章 机械手概述 2

2.1机械手的简介 2

2.1.1 机械手的定义 2

2.1.2 机械手的分类 2

2.2气动机械手的应用现状 3

2.3气动机械手的发展前景 3

第三章 机械手的硬件原理和选用 5

3.1控制系统的硬件及组成 5

3.2机械手驱动结构 6

3.2.1气缸 6

3.2.2气缸的工作原理 7

3.3步进电机 8

3.3.1步进电机概述 8

3.3.2步进电机原理 8

3.3.3 SD-2H044MA的步进电机驱动器 9

3.4 STC单片机的优点和选用 13

第四章 机械手主控板控制系统 14

4.1机械手主控板功能介绍及实用方法 14

4.2机械手的主控板各部分的连线图 15

第五章 机械手控制系统的软件设计 19

5.1机械手的控制要求 19

5.2STC芯片的串行通信程序 20

5.3 机械手的程序设计 23

总结 24

致 谢 25

参考文献 26

附录1  机械手单片机主控板的程序 27

附录2 机械手手柄控制器的程序 33