基于惯性动作捕捉的机械臂控制系统设计

针对以往机械臂控制方式繁琐且技术要求高的弊端,设计了一套基于惯性动作捕捉的机械臂控制系统。由重力加速度计和弯曲度传感器构成的动作捕捉模块被固定于操作者手臂上,实时捕捉手臂各部分相对运动角度值。动作捕捉模块将各角度值通过串行方式发送给机械臂控制模块,完成对舵机角度的控制。该控制系统直接捕获手臂相对运动角,避免了空间姿态角换算问题,经实验验证其控制效果令人满意。     

基于AVR单片机的舵机驱动电路研究

本文主要介绍了舵机工作的基本原理,设计了以Atmega8L单片机为控制芯片的舵机驱动电路板,在舵机驱动电路的软件设计方面,分别以接受PWM信号和以TWI通讯的方式实现对电机的控制。     

32路伺服舵机控制器

TIPS:32路伺服舵机控制器是一种微伺服舵机控制器,可以控制多达32个伺服舵机协调动作的软硬件结合系统,它不但能实现位置控制和速度控制,还具有时间延时断点发送指令功能.其主要由上位机软件和伺服舵机驱动控制器组成.通过PC机操作上位机软件给控制器传递控制指令信号,就可以实现多路伺服舵机的单独控制或同时控制.     

基于单片机的简易机械手的设计

本设计使用单片机对一个简易机械手系统进行控制.单片机输出稳定的PWM(脉冲调制波)同舵机的脉冲进行比对来控制舵机的运动.用户可以根据需要设定舵机的转动幅度,通过舵机的转动带动机械手臂的运动以及手指的张合,实现三自由度机械手达到拿取转移物体的目的.经过实验和调试信号输出稳定,PWM占空比(0.3～2.5ms的正脉冲宽度)和舵机的转角(-90°～90°)线性度较好.实现了机械手自动手动两种方式运动.     

无人机舵机控制脉宽采集模块开发

小型电动无人机通常采用脉宽信号(PWM)控制舵机,在进行飞控系统闭环半物理仿真时,需要仿真机实时采集舵机控制信号作为无人机模型的控制输入,进而构成仿真闭环;提出了一种支持Vxwork操作系统的PWM信号采集Simulink驱动模块的开发方法,构建了驱动模块,并成功应用到某型电动无人机的闭环仿真试验中;该方法测量精度高、测量延迟小、CPU占用率低,开发的Simulink驱动模块简单高效,满足了实时仿真的要求.     

基于STM32的力反馈型康复机器人控制系统设计

研究了一种基于STM32的力反馈型康复机器人控制系统的设计。采用位置传感器和扭矩传感器检测康复机器人机械臂的位置信息以及机械臂与患者的相互作用力信息,将位置信息与作用力信息送入基于ARM-M3内核的STM32微控制器进行处理,从而实现康复机器人中驱动电机的控制。该系统硬件处理电路包括了扭矩信号的信号调理单元、微控制器控制单元、电机驱动单元以及USB接口单元。经实验验证,本系统可以实现康复机器人的平稳安全的控制。     

基于单片机的WiFi智能小车设计

WIFI视频智能小车由马达、小车底盘、电机驱动、舵机、摄像头、无线路由器、控制主芯片MC9S12XS128MAL、电源等主要硬件构成.WiFi视频智能小车利用电脑或手机等配备无线网卡的设备连接路由器,在上位机软件上显示摄像头采集到的通过无线路由器转发的实时视频数据,通过无线路由器将指令转发给主芯片处理,主芯片控制电机驱动就可以完成小车前后左右的动作.     

FPGA的仿生机器人多路舵机控制器设计

为了实现对多路舵机的精确控制,介绍了一种基于FPGA的多路舵机控制器设计方案,可应用于仿生机器人的动作控制。所设计的控制器硬件包括FPGA控制器、舵机、隔离电路和电源滤波电路;软件设计主要包括寻址模块、ROM模块和PWM发生模块。仿真实验表明,本设计的多路舵机控制器能较好地控制每个舵机平稳运行完成动作组,并能更改ROM中存放的数据,增加PWM信号路数,可设计任意动作组。     

Android平台下AOA协议的PWM控制系统

Android开放配件(AOA)协议是一种Android终端通过USB总线与Android配件进行通信的协议,该协议为Android终端应用于设备控制和数据采集领域提供了条件。在一些设备控制应用中,有采用Android设备作为控制终端的需求。针对该问题,提出了一个通过Android手机控制Android配件UMFT311EV开发板生成PWM信号的系统。系统基于Android开放配件协议,通过操作Android手机界面控制PWM信号的周期和占空比。首先介绍了系统构成,然后给出了Android终端软件的具体实现,最后以驱动舵机为例进行系统测试。系统实现了Android手机产生参数可控的PWM信号。     

基于AVR的舵机控制器设计

舵机控制器是无人飞行空中机器人中的一个重要设备。本文提出了利用ATmega 16L AVR嵌入式微控制器产生5路PWM信号控制JR舵机的方法。利用定时器的输出比较功能分时产生每路PWM信号的上升沿和下降沿,分辨率达到0.125us。通过测量接收机信号实现了手自动的无扰动切换,通过RS232接口实现了上住机对舵机的控制。     

直流电机的IR2110驱动控制设计及DSP实现

为了解决直流电机转向及速度控制问题,设计了一种H桥驱动电路。以IRF530为开关元件、IR2110为栅极驱动芯片,由DSP产生PWM信号,经过光耦隔离和逻辑电路后送至IR2110进行控制。给出了整体驱动控制电路、上下桥臂的栅源电压波形、上桥臂的浮动电压信号以及电机两端的运行电压信号。测试分析表明,该方案很好地实现了电机的正反转控制及电机速度调节,电机运行平稳,达到了设计要求,对直流电机控制应用具有较高的参考价值。     

面向应急机器人的机械臂无线控制系统设计

针对处理油气场站有毒气体泄漏事故的应急机器人,设计一种基于DSP和AR9331模块的机械臂无线控制系统。该系统用6个舵机配合金属支架搭建机械臂硬件结构,以TMS320F28335 DSP为核心处理器,利用其ePWM模块驱动舵机,同时通过AR9331 WiFi模块和DSP的SCI模块实现DSP与上位机之间的无线通信,由此完成了该无线控制系统的全部搭建。实验过程中,在上位机端通过无线通信模块向DSP发送各种控制指令,对各个舵机进行协调控制,从而控制机械臂进行清理障碍物、启闭阀门等应急处理操作,验证了该无线控制系统的可行性。实验结果表明该机械臂无线控制系统控制精度高、调节速度快、可靠性高。机械臂能够在0.5s内接收并完成指令,舵机角度误差在1°以内,满足应急机器人的操作需求。     

基于Leap Motion和S曲线的飞行机器人机械臂控制研究

针对带有多自由度机械臂的飞行机器人,提出基于Leap Motion的控制方法以实现机械臂跟随人体手掌位置姿态运动的功能。采用DH方法建立了机械臂数学模型,给出了将Leap Motion获取的人手运动映射到机械臂末端的推导过程。利用7段S型曲线调速方法近似实现舵机角加速度连续没有突变,减轻了舵机快速响应给飞行器带来的冲击问题。设计制作了实物样机对控制方法的可实现性进行验证测试,在飞行测试中,成功地利用Leap Motion控制远端的机械臂抓取到地面目标。     

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机械手臂登场近日BBC新闻报道,美国匹兹堡大学的几名科学家已经成功研制出一种可以完全由大脑控制的机械手臂,有肩膀、肘部和一个相当于手部的机械钳子。科学家把几块连接机械手臂的微型探测器植入了猴子的大脑中,猴子通过大脑直接控制机械手臂来完成抓取食物等一系列简单的动作。机械手臂几乎变成了猴子身体的一部分。这项技术中还有许多问题待解决,如:如何收集到更多的神经信号、计算出细微的动作变化、植入的芯片最多只有几个月寿命等。研究小组计划在四年内解决这些问题,之后将把实验范围扩大到人类身上。如果能够成功,一些残障人士将会从中受益。     

基于体感机械臂的舒适控制算法设计研究

分析人体手臂在体感控制中的舒适程度,依据疲劳度理论建立手臂舒适范围空间模型。采用体感方式控制机械臂运动,通过径向测试实验与点阵指定实验测试手臂的舒适参数,拟合控制映射函数,提出基于体感机械臂的舒适控制算法。通过动作跟踪与远程抓物实验,测得用舒适算法控制机械手的相对误差在5%以内,尖端位置绝对误差在2 mm以内,舒适度比传统控制算法提高51.8%,在满足体感控制准确度的基础上较大程度保证了使用者的舒适性,提高了体感控制效率。     

基于MC9S12DG128单片机智能车设计与实现

本智能车控制系统采用飞思卡尔16位单片机作为唯一的核心控制单元,加以直流电机、舵机、光电传感器和电源电路以及其他电路构成。由安装在车前部的反射式红外传感器负责采集信号,并将采集到的电平信号传入核心控制单元,核心控制单元对信号进行判别处理后,由PWM4发生模块发出PWM波,分别对转向舵机和直流电机进行控制,完成智能车的转向与前进。智能车后轮上装有霍尔传感器,用来采集车轮转速反馈的脉冲信号,并经由核心控制单元进行PID控制算法处理后会自动调节输入到电机驱动模块的PWM波占空比,从而控制小车的速度。寻迹由RPR220型光电管完成。     

自主路径规划的同步机械臂的研究与实现

为了解决卧床老人或者病人无人照顾,并且提高其生活自理能力的问题,提出一种具有自主路径规划的同步机械臂的研究与实现。使用者通过手机APP指定移动机械臂到达目的地后,通过手臂上的同步装置指导机械臂同步执行本体手臂行为,进行物体的抓取工作。采用密集无源RFID标签定位方法在室内布置4*4m^2的RFID标签阵列,基于模糊逻辑控制进行路径规划,实验结果表明本系统可以帮助使用者完成生活中90%的抓取工作。     

基于DSP的直流电机驱动控制电路设计

基于H型双极模式PWM控制原理,设计了一种直流微电机正反转调速功率放大电路.采用IR2110作为该功率放大电路的驱动模块,构成的整个驱动电路具有结构简单、驱动能力强、功耗低的特点.通过TMS320FL2407A DSP芯片产生驱动电路所需要的双PWM信号.同时,DSP芯片采集和处理电机电枢电流及转速信号,实现直流电机的反馈控制.DSP芯片又通过串口和PC机建立通信,最终实现通过PC机发布指令控制直流电机的运动.     

蛇形机械臂的设计及控制策略

针对现有蛇形机械臂驱动机构繁琐、整机体积过大、模型建立复杂等问题,设计了一种新型蛇形机械臂.采用杠杆型驱动结构,利用1个伺服电机同时控制2根驱动绳索,从而减少驱动数量、降低能耗.利用正交关节实现位置闭环控制,简化运动学模型.同时,针对蛇形机械臂的不同工作环境,提出尖顶从动控制策略及基于位置闭环的控制方法.前者提高了机械臂的柔顺性,控制简单;后者实现了机械臂的空间重复定位.最后,通过实验证明了所设计机械臂的合理性以及控制方法的有效性.     

基于单片机μPSD3234A的舵机控制系统

舵机控制系统是无人飞行器中的一个重要设备.首先介绍了一种利用μPSD3234A单片机设计的舵机控制系统,产生4路PWM信号控制JR舵机.该系统通过RS232接口与上位机进行通讯,采集飞行传感器信息,并接收上位机的控制命令.根据控制命令产生相应的控制信号,实现对JR舵机的控制.经试验检测,控制精度和稳定度均达到了舵机控制的要求.