电动喷涂机器人中的步进电机控制

本文详细介绍了步进电机的位置控制、速度控制以及连续轨迹示教机器人中的关键技术－－轨迹再现控制。同时阐明了用8031单片机设计步进电机控制器的原理和实现方法。     

直线步进电机在机器人中的应用

现代机器人技术和柔性自动化生产线系统的很多机构中，开发了没有辅助变换装置的直线移动机构。这样的机构能保证完成复杂的运动并具有较高的定位精度和较宽的调速范围。这种装置系以直线步进电机为基础，并用微机完成其控制。俄罗斯扎包罗日斯克机器制造学院“电力拖动和工业自动装置”教研室对直线步进电机进行了较深入的研究，并制成了直线力从1～3000N的直线步进电机的拖动装置。图1给出了5相直线步进电机的结构图（由定子1和转子2组成）。其定子与普通步进电机的定子相近，而转子是一支穿在走子中间的圆柱体。转子由一组铁氧体5和非磁…     

实用机器人制作讲座（九）：机器人驱动DC电机的控制

直流电机是机器人的主要支柱。在经过齿轮减速系统而连接到轮子上的这个非常小的电机,却能很容易地驱动25、50甚至100磅的机器人(1磅=453.6克)。开关啪地一开,继电器咔嗒一闭合,晶体管奇特的动作,电机就停在一个轨道上或者运行在另一轨道。用简单的电子线路能够迅速而方便地控制电机从缓慢爬行到快速的跃起。本章介绍怎样用开环连续运转的DC电机(与步进电机和伺服DC电机     

仿生机器人关节电机的分析与研究

随着仿生机器人的发展,实现蛇形机器人多形式越障运动,关节电机起关键作用。主要探讨了蛇形机器人关节电机的选择。可作为蛇形机器人关节的目前有四种电机可选:球形步进电机、舵机、伺服电机和步进电机。选用舵机作为关节电机,将很难克服堵转弊病,位置闭环系统以及体积问题也不适应蛇形机器人的力学情况;选用带减速的步进电机是较可行的方案。但选用步进电机必须解决解决三大问题:提高输出转矩,加大减速比;提高高压电源电压;解决电机外壳的散热。这三项都是行之有效的措施。     

双足机器人多电机协同控制系统设计

在双足机器人的控制中,对多路步进电机进行协同控制是核心。分析了多电机协同控制系统的研究现状,采用“ARM+FPGA”(Advanced RISC Machine,Field－Programmable Gate Array)为控制核心的系统方案,完成了多电机协同控制系统的设计。重点介绍了控制系统ARM+FPGA的系统结构,实现了STM32控制程序的设计和FPGA的硬件和软件设计。控制系统采用上下位机相结合,在PC机界面设置步进电机的运行参数,并监视各步进电机的运行状态,在STM32F103ZET6芯片和EP2C35F672C8N芯片的分工协作下完成对多个电机的协同控制。根据观察机器人的运动状态和分析PC机显示的数据,可以很明确的看出该控制系统是能够同步、协同而精确控制双足机器人中多路电机的。     

基于单片机的步进电机控制系统设计

采用单片机AT89C51对步进电机进行控制,通过I/O口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号,用5个按钮来对电机的状态进行控制,利用MAX232接入计算机串行通信接口芯片将软件设计程序输入到单片机里,单片机根据电机的状态信号将写入的程序通过CPU进行处理,发出脉冲控制信号,脉冲控制信号经过芯片ULN2003A驱动步进电机,步进电机将脉冲控制信号转换为电机的角位移,使电机的转子根据脉冲数来实现电机准确的转速控制.采用74LS164作为6位单个数码管的显示驱动,CPU根据发送过来的指令进行相应的动作,从而使数码管能够显示出相应的转速,同时步进电机也根据脉冲信号的频率和脉冲数开始旋转.通过实际调试,步进电机能够实现正转、反转、加速、减速等功能.     

焊接机器人焊缝自动跟踪系统

本文提出了一种焊接机器人焊缝自动跟踪系统用以实现焊枪对焊缝的实时自动跟踪。系统中应用激光焊缝传感器测量焊缝的位置,并采用Fuzzy-P双模分段控制进行焊缝的纠偏。DSP作为系统的核心控制器产生控制信号,驱动焊枪横向步进电机和纵向步进电机动作,调整焊枪实时跟踪焊缝。实验证明,基于双模控制的焊缝自动跟踪系统可以实现焊接机器人焊枪对焊缝的实时自动跟踪。该系统完全满足实际焊接工程的需要。     

基于双模控制的焊接机器人焊缝自动跟踪系统

该文提出了一种基于双模控制的焊接机器人焊缝自动跟踪系统.系统中应用新一代激光焊缝传感器测量焊缝的位置,并采用Fuzzy-P双模分段控制进行焊缝的纠偏.系统中采用DSP作为核心控制器产生控制信号,驱动焊枪横向步进电机和纵向步进电机动作,实现焊接机器人焊枪对焊缝的实时自动跟踪.实验证明,基于双模控制的焊缝自动跟踪系统可以实现焊接机器人焊枪对焊缝的实时自动跟踪.该系统完全满足实际焊接工程的需要.     

垃圾分类机器人步进电机AI闭环控制方法

为了解决步进电机控制过程智能化程度、精度均较低的问题,结合AI技术和闭环控制原理,提出垃圾分类机器人步进电机AI闭环控制方法.分析垃圾分类机器人的工作程序,结合机器人中步进电机的工作模式与基本结构,构建对应的步进电机数学模型;以闭环控制原理为基础,设计并安装控制器设备,结合AI技术实现对步进电机位置的检测,分别从速度、细分换向等方面实现垃圾分类机器人步进电机的闭环控制.仿真结论表明:设计的闭环控制方法的转速和位置更加接近目标位置,即设计闭环控制方法的控制精度和智能化程度均有所提升.     

步进电机遥控示教仪的设计

本文介绍了一种可同时显示X-Y步进电机的步进过程与动作轨迹图形的遥控示教仪器.该创新技术已获中国国家专利.文章给出了该仪器的总体设计构思和实现绘制步进电机X-Y轨迹图形的硬件、软件设计,同时给出打印输出图形.     

基于PLC的位置控制系统的设计

设计的位置控制系统是由步进电机、旋转编码器、同步带、同步轮、标尺、指针及西门子S7-200CPU224组成。旋转编码器采集同步带的实际位置,以脉冲信号形式送给PLC,PLC利用高速计数器指令对脉冲进行计数,将所计的数值转换成实际位置并与给定位置相比较,用PID运算的结果输出给步进电机驱动器,控制步进电机转向和转速,带动同步带和指针移动,实现位置控制。多次试验证明,系统运行稳定可靠,其位置控制稳态精度≤±2mm。以57BYG250C型步进电机为例,文中给出了步进电机详细的硬件接线图及控制步进电机运行的梯形图。     

基于UP board的PID直流电机控制设计

本文中所设计的基于UP board的PID直流电机控制算法主要是建立在ROS上的,主要实现小车的PID算法的基本移动控制功能。该移动小车主要是由两个直流电机、两个编码器、arduino电机驱动板、UP board开发板构成。主要功能实现依赖于UP board开发板中Ubuntu 16.04系统上的ROS Kinetic版本,通过ROS中独特的节点通信机制—分布式通信机制,从而利用ROS中建立的功能包实现轮式机器人的基础移动控制,其中主要使用了PID步进电机控制算法来进行电机辅助转动。     

输入/输出卡在游戏机器人中的应用

本文介绍了PCL－731输出卡在“石头，剪刀，布”游戏机器人中的应用，该系统通过输入／输出卡控制进步电机的动作进而控制机器人手部动作。用Visual Basic编写的软件通过调用PCL－731卡提供的函数，自定义函数来完成系统的控制功能。     

通用步进电机控制模块及其在机器人中的应用

<正> 和简易数控机床一样,步进电机在经济型机器人中有着广泛的应用。但是关节型机器人一般具有5～6个独立驱动轴,各关节的运动速度变化范围较大,特别是手把手示教再现型工业机器人,在单位采样时间里的速度与位移变动更难预料,若像简易数控那样对5～6个电机的驱动系统都用软件方法进行环配,计算机在各个电机的环配与速度协调控制方面将占用很多     

基于无线控制的仿生六足步进机器人的设计

本文描绘了一种无线控制的仿生六足步进机器人的控制方法,行进原理与结构。这种机器人两组足交替行走,用于支撑机器人的重心落在一个固定三角形的区域内,使得机器人在行进过程中没有侧翻的可能性。用步进电机控制可以用来实现这种机器人的精确定位,六足所具有的高自由度可以使得机器人的运动非常灵活,可广泛应用于管道、地质勘察、探险、搜救等工作中。     

基于STM32的步进电机速度控制方法研究与实现

在机器人电机控制过程中,发现带载情况下如果电机起步速度过快会导致电机堵转问题,很需要一种可以实现电机匀加速的精确控制方法。本文借助于STM32F103,通过其I/O口输出矩形波脉冲序列的方式控制步进电机驱动器或伺服驱动器,从而实现对步进电机的位置和速度控制。通过修改定时器值实现梯形加减速轨迹,使步进电机运行具有较好加减速性能。另外,由于STM32F103芯片具有多路定时器,可以通过配置多路定时器输出多路不同频率的脉冲信号,实现对机器人多轴(多个电机)的控制。该方法对于机器人嵌入式步进电机控制器的开发具有很好的参考价值。     

基于SOPC的步进电机多轴控制器

阐述了一种基于SOPC的步进电机多轴控制器。该控制器应用于半自动生化分析仪中,以实现取样针移位系统的控制功能,同时它也能够用于其他类似如多轴联动的针式打印机及机器人等领域的多步进电机工作的场合。     

三菱电机、京都大学共同开发可向机器人轻松教授动作的技术

三菱电机将与京都大学共同开发可通过直观操作来向机器人教授动作的技术，以实现使用机器人进行单元生产的“机器人单元”的应用。三菱电机擅长开发组装作业使用的产业用机器人，希望推进机器人单元的应用，但目前存在更换产品品种时教授动作十分麻烦、类似的作业也必须重新——教授等问题。该公司向京都大学研究生院工程学研究系机械理工学专业的椹术哲夫教授领导的研究小组提出了这些问题，为寻找解决对策展开了共同研究。     

SOPC和ZigBee的三维移动天线平台设计

利用ZigBee通信协议栈和可编程片上系统（System Ona Programmable Chip,S（）PC）技术,实现了两个三维移动天线平台的协调动作与综合控制。通过设计符合Avalon总线标准的自定义步进电机控制模块,减小了步进电机控制的软件开销。使用激光测距传感器,实现三维移动平台的精确定位。构建了基于ZigBee技术的分布式无线通信网络。结合μC／OS—II实时操作系统,增强了多任务的实时性。系统具有集成度高、可扩展性强、可靠性高和控制精度高的特点。     

可实现多轴同步运动的驱动设计

在实际使用过程中步进电机的使用往往不是单个出现使用,多驱动器会导致控制部分体积过大,增加自身重量,移动不灵活等问题产生。本文设计的驱动器可以实现同时控制多台同类型号的步进电机运动,并且通过仿真实验验证了设计不仅符合四相步进电机的驱动原理,亦可制版投入使用实现多轴步进电机单拍运动方式控制驱动。