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根据DSP仿人机器人关节控制器电路设计

仿人机器人具有可移动性,具有很多的自由度,包括双臂、颈部、腰部、双腿等,可以完成更复杂的任务,这些关节要连接在一起,进行统一的协调

仿人机器人具有可移动性,具有许多的自由度,包含双臂、颈部、腰部、双腿等,能够完结更杂乱的使命,这些关节要衔接在一起,进行一致的和谐操控,就对操控体系的可靠性、实时性提出了更高的要求,以往选用的会集操控体系,操控功用高度会集。部分的毛病就可能形成体系的整体失效,降低了体系的可靠性和稳定性,因而考虑选用分布式的操控体系来完成体系的操控功用。

电机驱动器的接口电路

驱动器的操控形式能够分为两种:速度操控形式和方位操控形式(一般用电位器作为电机的方位传感器)。这儿选用它的速度操控形式,输入的指令信号是0~10 V的模拟量。因而需要用D/A转化电路,把DSP输出的数字量给定转变为模拟信号,电路图如图3所示。DAC7621为12 b并行输入的D/A转化器,它内置参阅源,输出规模:0~4.095 V。它的12位输入接DSP数据总线中的D0到D11。它的片选输入管脚能够接DSP的I/O操控线/IS。为了得到0~10 V的模拟信号,还要使用LM358中的一片运算扩大器构成的同相份额扩大电路,把0~4.095 V的信号扩大2.5倍。

假如驱动和操控器不进行阻隔,尖峰将损坏操控器电路中的器材,例如RAM。因而,规划了根据线形光耦HCNR201的阻隔电路,如图4所示。

线形光耦HCNR201 只能起到阻隔电流的联系,且输入电流和输出电流呈线性联系。U6B是图3芯片LM358中的别的一片运算扩大器,它将输入0~10 V电压转化成20 mA以内的电流信号,输入线形光耦HC-NR201。HCNR201输出电流再经过一个由单电源轨到轨运放AD8519构成的电压跟从器转化成0~10 V电压信号,作为驱动器的模拟信号输入。明显,HCNR201两边电路应选用不同的电源和地。LM358中的两片运算扩大器选用操控器输入的12 V电源供电,而AD8519则选用驱动器输入端供给的10 V电压供电。

增量式编码器信号处理电路

增量式编码器信号处理电路如图5所示。J8是MR编码器的信号输入接口,选用AM26C32把MR编码器输出三个通道的RS 422差分信号转化成TTL电平,得到A,B,Z三路信号。

RS 485总线通讯电路

RS 485总线是一种通讯总线,TMS320F240 DSP芯片自身不具备RS 485总线接口,选用两个485通讯芯片MAX485能够的把TMS320F240的串口RXD和TXD的TTL电平转化为RS 485电平,TMS320F240DSP的RXD和TXD引脚别离衔接到榜首片485通讯芯片RO和第2片485通讯芯片DI的引脚。 TMS320F240 DSP 的SPISIMO和SPISOMI衔接到MAX485的使能引脚RE,用于操控TMS320F240 DSP芯片的数据发送口挂接到总线上或和总线别离,电路如图6所示。

考虑到机械臂操控体系操控算法的核算量以及多轴和谐操控等问题,选用根据RS 485总线的分布式操控的体系结构,见图所示。运动规划算法由主核算机来完成,一起主核算机还将经过RS 485总线与各关节操控器通讯,担任各关节操控器的和谐作业。每个关节操控器和一台电机、驱动器、检测反应设备等构成一个方位伺服体系,担任机械臂某一个关节变量的详细操控使命。

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