課程設(shè)計(jì)論文少林銅人陣機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、湖南工程學(xué)院湖南工程學(xué)院課課程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書書 名稱名稱：少林銅人陣機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院院 系系 機(jī)械工程學(xué)院 班班 級(jí)級(jí) 機(jī)械電子工程 0801 姓姓 名名 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 10 指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師 2011 年 12 月 5 日至 2011 年 12 月 23 日共 3 周目目 錄錄一、緒論一、緒論.21.1 概述.21.2 機(jī)器人的技術(shù)組成 .21.3 課程設(shè)計(jì)的目的及要求 .2 2、總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì).42.1 總體模塊劃分.42.2 自由度的分配.4三、機(jī)械部分設(shè)計(jì)三、機(jī)械部分設(shè)計(jì).53.1 彎腰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).53.2 轉(zhuǎn)身機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).63.3 手臂和頭部機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).63.4 聯(lián)結(jié)方式的選擇

2、.7 3.5 手臂和雙足的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析式的選擇.74、電氣部分設(shè)計(jì)電氣部分設(shè)計(jì).94.1 電路總體結(jié)構(gòu).94.2 主要部件的選擇.10 4.2.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的擇. .10 4.2.2 繼電器.11 4.2.3 光電編碼器.124.2.4 傳感器.13 4.2.5 開關(guān). 14 4.2.6 電源. .144.3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).14五、軟件部分設(shè)計(jì)五、軟件部分設(shè)計(jì).155.1 軟件控制流程.155.2 主程序設(shè)計(jì).165.3 任務(wù)子程序設(shè)計(jì).185.4 關(guān)節(jié)歸零子程序現(xiàn). .185.5 其它子程序.205.6 武術(shù)動(dòng)作的編輯.20設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié). .22參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).23一、緒論一、緒論1.1

3、 概述 隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)大量 應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)行業(yè)。如今，機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入娛樂(lè)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外很多公司正在發(fā)展娛樂(lè)型機(jī)器人。武術(shù)機(jī)器人就是在這樣的大背景下產(chǎn)生的。作為機(jī)器人的一個(gè)分支，武術(shù)機(jī)器人將會(huì)是 21 世紀(jì)機(jī)器人主要民用用途之一。武術(shù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)涉及了 機(jī)電一體化技術(shù)、檢測(cè)和傳感技術(shù)、精密加工和機(jī)械密封技術(shù)、現(xiàn)代化控制和管理技術(shù)、光電感應(yīng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)程序控制技術(shù)等多個(gè)方面。因此，武術(shù)機(jī)器人既具有極強(qiáng)的觀賞和趣味性，更是一個(gè)系統(tǒng)化的工程設(shè)計(jì)。 人形機(jī)器人是機(jī)器人研究中的重要分支， 它涉及到機(jī)器人制造中的各個(gè)領(lǐng)域，如自主行為控制、人工智能、動(dòng)態(tài)管理、機(jī)械設(shè)計(jì)等，在一定程度上代表

4、著機(jī)器人研究的尖端水平，與其它機(jī)器人（工業(yè)機(jī)器人、蛇形機(jī)器人、輪式移動(dòng)機(jī)器人等）相比，具有三個(gè)基本特征：（1）能在人們所處的現(xiàn)實(shí)環(huán)境中工作；（2）能使用人們所用的工具；（3）具有人的形狀。此外，還有攝像處理、語(yǔ)音處理以及一系列傳感器信號(hào)的處理，可見，人形機(jī)器人對(duì)各項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域提出了更高的要求。1.2 機(jī)器人的技術(shù)組成機(jī)器人由機(jī)械部分、傳感部分、控制部分三大部分組成這三大部分可分成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機(jī)器人一環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)、控制系統(tǒng)六個(gè)子系統(tǒng)。1.3 課程設(shè)計(jì)的目的和要求 1 1、 機(jī)器人設(shè)計(jì)的內(nèi)容機(jī)器人設(shè)計(jì)的內(nèi)容舉手投足、轉(zhuǎn)圈、頭部動(dòng)作靈活、并具備的語(yǔ)音功能。通過(guò)語(yǔ)音識(shí)

5、別技術(shù)，可以對(duì)小機(jī)器人進(jìn)隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)已廣泛應(yīng)用于人類社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，特別是機(jī)器人具有人類外觀特征、可愛(ài)的外貌、又兼有技術(shù)含量，極受青少年的喜愛(ài)。本課題要求設(shè)計(jì)一具有簡(jiǎn)單人體功能的、模擬十八銅人動(dòng)作的類人型機(jī)器人，完成簡(jiǎn)單人體的基本動(dòng)作：可以前進(jìn)后退，左右側(cè)行，左右轉(zhuǎn)彎和前后擺動(dòng)手臂，行走頻率為每秒兩步，行語(yǔ)音控制，通過(guò)發(fā)出語(yǔ)音命令，控制機(jī)器人的。機(jī)器人包括底座、頭部、上身、下肢、以及電路控制板，分別控制手臂、頭部和底盤運(yùn)動(dòng)的電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。通過(guò)電路控制和機(jī)械傳動(dòng)，可使機(jī)器人動(dòng)作。知識(shí)范圍涉及機(jī)構(gòu)學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能等。 2 2、具體任務(wù)：、具體任

6、務(wù)： 1、了解機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，機(jī)器人設(shè)計(jì)原理及基礎(chǔ)知識(shí)，熟悉機(jī)器人基本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制原理； 2、通過(guò)分 9 組，分別完成 8 個(gè)機(jī)器人武術(shù)動(dòng)作設(shè)計(jì)（要求每個(gè)機(jī)器人能單獨(dú)完成 34 個(gè)武打動(dòng)作，動(dòng)作要流暢，不能有運(yùn)動(dòng)干涉及自鎖現(xiàn)象） ； 3、其中 1 組進(jìn)行機(jī)器人系統(tǒng)的整體布局和陣法變換設(shè)計(jì)，完成 8 個(gè)機(jī)器人的布陣、陣形變換和收陣的機(jī)電系統(tǒng)及控制設(shè)計(jì)；其中要考慮機(jī)器人動(dòng)平衡、路徑控制、干涉、互鎖、自鎖等。 4、通過(guò)設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫訓(xùn)練使學(xué)生掌握工程技術(shù)文件的編寫。 3 3、進(jìn)度安排、進(jìn)度安排: : 1、下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)，查資料，分析課題，確定系統(tǒng)的總體方案 3 天 2、分組課題設(shè)計(jì)方案的選

7、擇與擬定，詳細(xì)機(jī)械設(shè)計(jì)及控制設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)、計(jì)算與驗(yàn)算 7 天 3、根據(jù)分工，進(jìn)行各自部分的設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行，直至正確無(wú)誤 2天 4、按格式編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書（12 頁(yè)以上） 、制作存儲(chǔ)介質(zhì)（分組刻盤）資料匯總，答辯 3天 4 4、時(shí)間安排：、時(shí)間安排：劉紅波（07）負(fù)責(zé)總體設(shè)計(jì)； 張?。?2）負(fù)責(zé)機(jī)械部分設(shè)計(jì)； 李蕓（20）負(fù)責(zé)電氣部分設(shè)計(jì)； 蔡楷賓（10）負(fù)責(zé)軟件部分設(shè)計(jì)。 二、總體設(shè)計(jì)二、總體設(shè)計(jì)2.12.1 總體模塊總體模塊機(jī)器人的設(shè)計(jì)首先需作總體方案設(shè)計(jì)，包括機(jī)械和電氣兩部分。根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)，從整體上來(lái)講，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須與機(jī)器人所要完成的功能相適應(yīng)。機(jī)械部分設(shè)計(jì)主要包括底盤設(shè)計(jì)、尺寸

8、選擇、驅(qū)動(dòng)方式設(shè)計(jì)、電機(jī)選擇等；電氣是機(jī)器人最重要的部分，直接影響著機(jī)器人功能的實(shí)現(xiàn)于否。銅人機(jī)器人要求完全自動(dòng)控制，必須采用單片機(jī)為控制核心，它類似于機(jī)器人的大腦，接收和處理所有外界信息，指揮并控制機(jī)器人的所有動(dòng)作。語(yǔ)音識(shí)別等功能是制作機(jī)器人硬件的難點(diǎn)，它要求機(jī)器人具有一定的感覺(jué)系統(tǒng)。目前，機(jī)器人技術(shù)已日趨成熟，機(jī)器人感覺(jué)系統(tǒng)可通過(guò)各種各樣相應(yīng)的傳感器技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。傳感器把接收到的外部信息輸入到單片機(jī)，再通過(guò)軟件進(jìn)行控制，從而單片機(jī)發(fā)出命令指揮機(jī)器人動(dòng)作。軟件編程可以豐富機(jī)器人的功能，使機(jī)器人動(dòng)作更加完善。2.22.2 自由度配置自由度配置機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的雙足行走動(dòng)作，對(duì)機(jī)器人的自由度的

9、分布和自由度的安裝位置，都有一定的要求?；谕ㄟ^(guò)盡量少的自由度，來(lái)實(shí)現(xiàn)盡量多的基本運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又要使這些運(yùn)動(dòng)盡量柔順美觀的出發(fā)點(diǎn)，配置機(jī)器人自由度。 下肢行走機(jī)構(gòu)是雙足機(jī)器人最關(guān)鍵的部分，關(guān)系著機(jī)器人能否穩(wěn)定的行走。所以，對(duì)機(jī)器人下肢自由度的配置就成了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為重要的部分。通過(guò)對(duì)人體腿部關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)方式的研究，發(fā)現(xiàn)可以利用 12 個(gè)自由度來(lái)近似實(shí)現(xiàn)人腿全部的運(yùn)動(dòng)功能本課題設(shè)計(jì)的機(jī)器人也具有 12 個(gè)自由度，其中 2x 3=6 個(gè)自由度負(fù)責(zé)前行運(yùn)動(dòng)，22=4 個(gè)自由度負(fù)責(zé)側(cè)向擺動(dòng)，2x 1=2 個(gè)自由度負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向。上肢是機(jī)器人的執(zhí)行部件，同時(shí)在機(jī)器人行走時(shí)維持身體平衡和在機(jī)器人倒地時(shí)配合機(jī)器人下肢使

10、機(jī)器人站起立，本課題設(shè)計(jì)的機(jī)器人上肢有 2 x4=8 個(gè)自由度。另外，頭部配置 1 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。這樣機(jī)器人共具有 21 個(gè)自由度，軸手臂與頭部機(jī)構(gòu)搖桿零件可前后搖動(dòng)正視圖側(cè)視效果固定用軸孔長(zhǎng)方形槽自由度分布及其正方向如圖所示。關(guān)節(jié)標(biāo)號(hào) y1y8 為繞平行于 y 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)標(biāo)號(hào) xlx8 為繞平行于 x 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)標(biāo)號(hào) z1z8 為繞平行于 z 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)。 三、機(jī)械部分三、機(jī)械部分機(jī)械部分包括：彎腰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)身機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、手臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)頭機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、材料與型材選擇及聯(lián)結(jié)方式的選擇。3.13.1 彎腰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)彎腰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)腰部的設(shè)計(jì)思路是，作為人形機(jī)器人的腰部，主

11、要做要是承接了上部的重量，設(shè)計(jì)的時(shí)候腰部能做到水平的轉(zhuǎn)動(dòng)最好，如果不能將會(huì)極大地影響整個(gè)機(jī)器人的平衡；所以盡量減少可變的環(huán)節(jié)，故在腰部轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)計(jì)中不采用電機(jī)再經(jīng)傳動(dòng)其他機(jī)構(gòu)最后帶動(dòng)腰部的轉(zhuǎn)動(dòng)方式，而是直接使用電機(jī)實(shí)現(xiàn)彎腰。具體實(shí)現(xiàn)方式如下：先通過(guò)一根軸穿過(guò)鞠躬機(jī)構(gòu)與機(jī)器人上半身的兩只手臂固定，然后電機(jī)通過(guò)一個(gè)搖桿連接到彎腰機(jī)構(gòu)的一個(gè)長(zhǎng)方形槽中，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，帶動(dòng)鞠躬機(jī)構(gòu)做以與手臂固定軸為中心的前后彎腰鞠躬?jiǎng)幼?，所需的零件包括一根軸，一個(gè)帶有與軸相同大小的孔和在孔同一側(cè)的開有長(zhǎng)方形槽的鋁條。并且考慮在這個(gè)機(jī)構(gòu)上，能夠與手臂機(jī)構(gòu)相固定。圖 3.1 機(jī)器人彎腰機(jī)構(gòu)彎腰機(jī)構(gòu)的裝配順序如下：取適當(dāng)

12、長(zhǎng)度的鋁條打軸孔和磨長(zhǎng)方形槽，在上身支架兩端打相同的孔，軸穿過(guò)該鋁條后穿過(guò)兩個(gè)支架并固定好。加工可固定于電機(jī)軸上的搖桿，一端可固定住電機(jī)，另一端固定搖桿的軸并與加工好的鋁條的長(zhǎng)方形槽相結(jié)合。將電機(jī)固定在上身左邊支架的一側(cè)。為了防止彎腰機(jī)構(gòu)前傾，用兩根橡膠帶做一定的固定，以使電機(jī)拉住機(jī)構(gòu)向下彎腰時(shí)更加穩(wěn)定在彎腰機(jī)構(gòu)中，如果將機(jī)構(gòu)的位置和方向調(diào)換過(guò)來(lái)，動(dòng)作就可變?yōu)榧绲淖笥覔u擺，因?yàn)樵O(shè)計(jì)水平有限，沒(méi)有將兩種動(dòng)作結(jié)合在一起的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)出來(lái)。3.23.2 轉(zhuǎn)身機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)身機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)身機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理和彎腰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理差不多，在此就不做多的比較論證了。我們還是采用連桿機(jī)構(gòu)，但具體的設(shè)計(jì)又和前面稍微不同。

13、 機(jī)器人的腰部機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人左右轉(zhuǎn)身的動(dòng)作，主要部件包括一個(gè)滾動(dòng)軸承、一個(gè)自行加工的可固定滾動(dòng)軸承內(nèi)部圓的零件，以及必備的其它固定零件。 滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)在于當(dāng)內(nèi)圓固定時(shí)，外圓可以轉(zhuǎn)動(dòng)，反之亦然。機(jī)器人的腰部機(jī)構(gòu)正是從這個(gè)特點(diǎn)出發(fā)制作的，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人腰部左右轉(zhuǎn)動(dòng)，就讓滾動(dòng)軸承內(nèi)部圓與可固定電機(jī)軸的傳動(dòng)零件固定，同時(shí)該零件與機(jī)器人下身機(jī)構(gòu)固定，滾動(dòng)軸承與機(jī)器人上身機(jī)構(gòu)固定，再將電機(jī)與傳動(dòng)零件固定后又與上身機(jī)構(gòu)固定，這樣，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，利用軸承的作用，機(jī)器人下身機(jī)構(gòu)不動(dòng)時(shí)，由于上身機(jī)構(gòu)與軸承外圓固定，電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)了軸承外圓的旋轉(zhuǎn)，于是，機(jī)器人上身就繞著軸承中心作轉(zhuǎn)身運(yùn)動(dòng)。3.33.3 手臂

14、和頭部機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)手臂和頭部機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 手臂機(jī)構(gòu)就是機(jī)器人的兩只手臂，在本次設(shè)計(jì)中將機(jī)器人的手部的兩個(gè)電機(jī)與帶動(dòng)機(jī)器人頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)固定在了同一個(gè)機(jī)構(gòu)上，同時(shí)，將該手臂與前后彎腰的機(jī)構(gòu)相固定，構(gòu)成機(jī)器人的上半身機(jī)構(gòu)的一部分，然后該整體又與機(jī)器人的左右支架和腰部機(jī)構(gòu)相結(jié)合，一起構(gòu)成機(jī)器人的上半身機(jī)構(gòu)。 參看做的很好的機(jī)器人的例子，機(jī)器人的手臂是機(jī)器人復(fù)雜程度的重要標(biāo)志之一。手臂所具有的自由度越多，動(dòng)作時(shí)活動(dòng)的空間就越大，所做的動(dòng)作就越精細(xì)，完成的任務(wù)就越復(fù)雜。3.43.4 聯(lián)結(jié)方式的選擇聯(lián)結(jié)方式的選擇 綜上所述，機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為空心矩形截面，由鋁材加工而成。其基本框架是使用連接件和角撐支架來(lái)搭建的

15、。而常見的機(jī)器人聯(lián)接結(jié)構(gòu)有扣接零件、膠接、膠帶、鉚接、焊接等。表 2 機(jī)器人常用聯(lián)接結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)應(yīng)用場(chǎng)合扣接零件小型玩具機(jī)器人膠接格局所需要的膠粘劑，可用于重量達(dá)數(shù)磅的機(jī)器人上膠帶暫時(shí)性結(jié)構(gòu)、輕型材料和元件的機(jī)器人上鉚接小型到中等尺寸的機(jī)器人，以及輕型到中等重量的機(jī)器人焊接大型和重型機(jī)器人，特別用于惡劣環(huán)境的機(jī)器人 武術(shù)機(jī)器人負(fù)載小，自重輕，對(duì)壽命要求不高，因此除特別講究強(qiáng)度、剛度以及抗摩擦磨損性的機(jī)構(gòu)，機(jī)械連接上，應(yīng)使機(jī)器人具有較好的堅(jiān)固性，在機(jī)器人做武術(shù)動(dòng)作或行進(jìn)過(guò)程中，各種接插件不能松動(dòng)、脫落，滿足合適的控制方案，所以選擇鉚接方式。3.53.5 手臂和雙足的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析手臂和雙足的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析一

16、、手臂方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析手臂方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 手臂本體組成1 、肩部部件；2、大臂部件；3、小臂部件；4、手部部件各部件組成和功能描述如下： (1) 肩部部件：肩部部件包括回轉(zhuǎn)部件、傳動(dòng)部件和步進(jìn)電機(jī)等。 (3) 大臂部件：包括大臂和傳動(dòng)部件。 (4) 小臂部件：包括小臂、減速齒輪箱、傳動(dòng)部件、傳動(dòng)軸等，在小臂前端（靠近大臂的一端）固定驅(qū)動(dòng)手腕三個(gè)運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī) 。(5) 手部部件：包括手腕殼體、傳動(dòng)齒輪和傳動(dòng)軸、機(jī)械接口等。二、手臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析二、手臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 （1 1） 、運(yùn)動(dòng)學(xué)正解、運(yùn)動(dòng)學(xué)正解在直角坐標(biāo)系中，可以用齊次矩陣表示繞 x、y、z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和沿 x、y、z 軸的平移。 這些變

17、換是相對(duì)于動(dòng)坐標(biāo)系描述的，將式（3-1）中有關(guān)的齊次矩陣按“從左到右”的原則相乘。 要考察末端執(zhí)行器在空間相對(duì)于基坐標(biāo)系的位姿，則應(yīng)建立末端執(zhí)行器的位姿變換矩陣。設(shè)末端執(zhí)行器的坐標(biāo)系為m，坐標(biāo)系m對(duì)基坐標(biāo)系0的位姿變換矩陣為：(2)、雅可比矩陣的推算和速度分析、雅可比矩陣的推算和速度分析 機(jī)器人的雅可比矩陣 j 是從關(guān)節(jié)空間向操作空間速度傳遞的廣義傳動(dòng)比。234即 式中，q 是關(guān)節(jié)速度矢量，x 是操作速度矢量 當(dāng) q 已知時(shí)，根據(jù)雅可比矩陣可推算出操作空間的速度矢量 x，反之，當(dāng)機(jī)器人末端執(zhí)行器的速度給定，可以根據(jù)逆雅可比矩陣算出各個(gè)關(guān)節(jié)速度。 構(gòu)造雅可比矩陣的方法有矢量積法和微分變換法。這里

18、用矢量積法推算該機(jī)器人的雅可比矩陣。 四、電氣部分設(shè)計(jì)四、電氣部分設(shè)計(jì)4.14.1 電路總體結(jié)構(gòu)電路總體結(jié)構(gòu) 由于人形機(jī)器人的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，我們采用 23 個(gè)伺服電機(jī)（也稱舵機(jī)）構(gòu)成。所以需要控制的對(duì)象比較多。我們?cè)诖瞬捎梅植际郊偪刂品绞剑瑢⒚總€(gè)伺服電機(jī)作為獨(dú)立的被控對(duì)象，用 1 個(gè)主 cpu 對(duì)它們進(jìn)行控制。 通信方式：由于每個(gè)舵機(jī)采用 pwm 的控制格式，所以主 cup 也采用 pwm 的通信格式。主 cpu 通過(guò) 17 根信號(hào)線分別連接 23 個(gè)舵機(jī)，向每個(gè)舵機(jī)發(fā)送控制信息。信息采用角度格式，即 pwm 信號(hào)的寬窄表示舵機(jī)的角度，通過(guò)實(shí)時(shí)向舵機(jī)發(fā)送位置數(shù)據(jù)進(jìn)行速度空制。 機(jī)器人的舵機(jī)分

19、布：舵機(jī)在機(jī)器人中的安裝位置不同，所發(fā)揮的用處也不同。根據(jù)加藤一郎的結(jié)構(gòu)劃分，身體的 23 個(gè)舵分布在 3 個(gè)平面內(nèi)。即 x 平面y 平面和 z 平面內(nèi)，那么我們就如下圖 4.1 所示劃分。 圖 4.1 x 平面舵機(jī)：x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8y 平面舵機(jī)：y1 、y2、y3、y4、y5、y6、y7、y8z 平面舵機(jī)：z1、z2、z3、z4、z54.24.2 主要部件的選擇主要部件的選擇4.2.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)器人的手和腳，即運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本組成部分。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作是比賽機(jī)器人創(chuàng)意與實(shí)踐的重要內(nèi)容。它的任務(wù)不僅是向機(jī)器人傳遞動(dòng)力，而且要提供準(zhǔn)確

20、的運(yùn)動(dòng)定位和靈活的操作，是機(jī)器人制勝的法寶之一，因此其重要性是不言而喻的。通常機(jī)器人驅(qū)動(dòng)有電氣，液壓，氣壓三種方式。其中以電氣驅(qū)動(dòng)最常見，它按供電的方式又可以分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。機(jī)器人比賽規(guī)則通常規(guī)定采用電池供電，即直流電。采用直流電供電的電機(jī)按照其內(nèi)部結(jié)構(gòu)又可分為直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。直流電機(jī)外部接通直流電就能旋轉(zhuǎn)；步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理復(fù)雜些，必須按照一定的通電順序給電機(jī)供電，電機(jī)才能旋轉(zhuǎn)。1、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，但基本的結(jié)構(gòu)是相同的，即必須有定子，轉(zhuǎn)子和換向器。定子是固定在機(jī)身的圓桶狀部分，一般由永磁材料或能產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈制成。轉(zhuǎn)子由一根旋轉(zhuǎn)軸及

21、固定在軸上的硅鋼片構(gòu)成，是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的部分。轉(zhuǎn)子的外沿有槽，槽內(nèi)有電流通過(guò)是，旋轉(zhuǎn)軸便開始旋轉(zhuǎn)。為了在電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)條件下電流能順利通過(guò)轉(zhuǎn)子，旋轉(zhuǎn)軸尾部設(shè)置有換向器，它始終與定子的電刷保持接觸，給電機(jī)繞組供電。 2 2、hg14-mhg14-m 伺服電機(jī)伺服電機(jī)機(jī)器人的技術(shù)關(guān)鍵主要包括 3 部分：其一是數(shù)控系統(tǒng)，也指電子部分，其二是伺服舵機(jī)，其三是機(jī)械結(jié)構(gòu)件。由于機(jī)器人的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，所以要將機(jī)器人的零件盡量減輕。盡管如此，為了保證機(jī)器人動(dòng)作靈敏、行動(dòng)有力，一般的舵機(jī)不能達(dá)到要求。根據(jù)目前國(guó)際的研究經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小型雙足機(jī)器人腿部大多需要 10 公斤厘米以上的伺服舵機(jī)，然而一般的航模伺服舵機(jī)

22、只需要 35 公斤厘米的伺服舵機(jī)。這款型號(hào)為 hg14-m 伺服舵機(jī)，是小型雙足機(jī)器人專用伺服舵機(jī)，其重量輕、扭矩大、反應(yīng)速度快。它還有一個(gè)最突出的特點(diǎn)，是有“電子自鎖”功能，這樣就可以降低控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)需求，為后續(xù)功能騰出足夠空間 。 4.2.2 繼電器繼電器是本系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，本系統(tǒng)選用 d4810 型固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器(ssr)與機(jī)電繼電器相比，是一種沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不含運(yùn)動(dòng)零件的繼電器，但它具有與機(jī)電繼電器本質(zhì)上相同的功能。ssr 是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)元件，他利用電子元器件的點(diǎn)，磁和光特性來(lái)完成輸入與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場(chǎng)效應(yīng)管，單項(xiàng)可控硅和

23、雙向可控硅等器件的開關(guān)特性，來(lái)達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)，無(wú)火花地接通和斷開被控電路。 固態(tài)繼電器有三部分組成:輸入電路，隔離(耦合)和輸出電路。安輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。有些輸入控制電路還具有與 ttl/cmos 兼容，正負(fù)邏輯控制和反相等功能。固態(tài)繼電器的輸入與輸出電路的隔離和耦合方式有光電耦合和變壓器耦合兩種。固態(tài)繼電器的輸出電路也可分為直流輸出電路，交流輸出電路和交直流輸出電路等形式。交流輸出時(shí)，通常使用兩個(gè)可控硅或一個(gè)雙向可控硅，直流輸出時(shí)可使用雙極性器件或功率場(chǎng)效應(yīng)管。固態(tài)繼電器有壽命長(zhǎng)、可靠性高、靈敏度高、控制功率小、電磁兼容性好、 快速

24、轉(zhuǎn)換、電磁干擾小的優(yōu)點(diǎn)。d4810 型繼電器輸入電流為 5-40ma，電壓 330v，額定輸出電流 10a，輸出電壓范圍寬為 20-220v，滿足項(xiàng)目的要求。在直流電機(jī)電樞上加上一定幅度的直流電壓，電機(jī)便開始旋轉(zhuǎn)；改變電壓方向，電機(jī)轉(zhuǎn)向也隨之改變。如果電機(jī)以恒速運(yùn)動(dòng)，不調(diào)速可以采用一個(gè)簡(jiǎn)單的電路來(lái)控制正/反向，電路原理如圖 3.1 所示。它采用兩個(gè)繼電器作為控制弱電到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的強(qiáng)電之間的轉(zhuǎn)換器。正反轉(zhuǎn)控制開關(guān) relay1 斷開，電源開關(guān)relay3 閉合時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)；反之電機(jī)反轉(zhuǎn)。兩開關(guān)同時(shí)斷開，電機(jī)停轉(zhuǎn)。兩開關(guān)同時(shí)閉合是不允許的，從電路可看出，這會(huì)導(dǎo)致電源短路。 4.2.3 光電編碼器 編

25、碼器是一種員簡(jiǎn)單的數(shù)字式位移電感器，它能夠把角位移或線位移經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的變換變成效字量。目前，編碼器精度、分辨力和可靠性都優(yōu)于相同尺寸的模擬式傳感器，但價(jià)格般比較高。根據(jù)編碼器檢測(cè)原理和檢測(cè)對(duì)象的不同，可以把編碼器分為兩種類型。用于檢測(cè)線位移的編碼器稱為直線位移編碼器；用于檢測(cè)角位移的編碼器稱為角度數(shù)字編碼器。 角度數(shù)字編碼器由敏感元件和碼盤組成。碼盤是一種經(jīng)過(guò)精細(xì)加工的薄圓盤，它的材料根據(jù)與之配套的敏感元件不同而不同。角度數(shù)字編碼器有增量式碼器和絕對(duì)式編碼器兩種基本類型。絕對(duì)式編碼器能給出與每個(gè)角位置相對(duì)應(yīng)的數(shù)字量輸出，增量式編碼器則只輸出角度的變化增量光學(xué)編碼器。這種編碼器由光源、碼盤和光電敏

26、感元件組成。圖 4.3 表示了一種五位光學(xué)編碼器。光學(xué)編碼器的碼盤是在一個(gè)基體上形成透明和不透明碼區(qū)，代表了二進(jìn)制碼 0 和1。編碼盤的性能好壞主要取決于碼盤的質(zhì)量。光學(xué)編碼器通常采用照相技術(shù)和光刻技術(shù)制作。把同心分布的多因二進(jìn)制碼復(fù)制在碼盤上。光源是光學(xué)編碼器中最容易發(fā)生故障的元件。通常不但要求光源具有較高的可靠性，而且要求光源的光譜要相光電敏感元件相適應(yīng)。光源的工作溫度范圍要寬。光電敏感元件可以采用光電二極管、光電晶體管或硅光電池。為了提高輸出邏輯電壓，還需要加接各種電壓放大器，而且每個(gè)軌道對(duì)應(yīng)的光電敏感元件要接一個(gè)電壓放大器。電壓放大器通常由集成電路高增益差分運(yùn)算放大器組成。為了減小聲的

27、影響，在光路中要加入透鏡和談縫裝置。應(yīng)當(dāng)注意的是，狹縫不能大窄，要保證所有軌道的光電敏感元件的敏感區(qū)都處于狹縫內(nèi)。光學(xué)編碼器的基本構(gòu)成如圖 4.4 所示。絕對(duì)式光學(xué)編碼器通常采用的是格雷(gray)碼。它是一種非標(biāo)準(zhǔn)的二進(jìn)制碼。gray 碼與標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制碼的區(qū)別，在 gray 碼中相鄰兩個(gè)二進(jìn)制碼的變化只能有一位。所以，在連續(xù)的兩個(gè)數(shù)碼中，若發(fā)現(xiàn)數(shù)碼的變化超過(guò)一位就認(rèn)為是非法的讀數(shù)，從而具有一定的糾錯(cuò)能力，可提高可靠性。光電編碼器可以檢測(cè)機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。若電機(jī)電流大，但編碼器無(wú)輸出，說(shuō)明機(jī)器人撞到對(duì)方而無(wú)退讓，己方機(jī)器人就須要調(diào)整戰(zhàn)術(shù)。若電機(jī)欲前進(jìn)，編碼器反轉(zhuǎn)，說(shuō)明機(jī)器人受對(duì)方推堵而退

28、讓。最近內(nèi)藏整形電路直接以矩形波輸出的編碼器已問(wèn)世，可以直接接入計(jì)算機(jī)。在我們的機(jī)器人中均采用自制的編碼器。在帶有明暗方格的碼盤兩側(cè)分別安置發(fā)光元件和光敏元件，隨著碼盤旋轉(zhuǎn)，光敏元件接收的光通量與方格的間隔同步變化。光敏元件隨著輸出經(jīng)過(guò)整形的脈沖。根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)，可以知道與碼盤固接的旋轉(zhuǎn)軸的角位移。4.2.44.2.4 傳感器傳感器 機(jī)器人的感知系統(tǒng)相當(dāng)于人的五官和神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)合形成的結(jié)構(gòu)，它合理的組織機(jī)器人各傳感器，以形成機(jī)器人的信息獲取網(wǎng)絡(luò)。機(jī)器人傳感器不僅包括傳感裝置本身，而且包含傳感信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換裝置。機(jī)器人傳感器可以分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器兩類。所謂內(nèi)部傳感器是用來(lái)反饋機(jī)器人自身內(nèi)部

29、信息的傳感器，如關(guān)節(jié)位置、速度傳感器、陀螺儀傳感器，們是構(gòu)成機(jī)器人不可缺少的基本元件。外部傳感器是用來(lái)反饋外部環(huán)境信息的傳感器，常用的外部傳感器有視覺(jué)傳感器、接觸覺(jué)傳感器、接近覺(jué)傳感器、力覺(jué)傳感器等。本課題中用到加速度計(jì)傳感器和陀螺儀傳感器，兩者都屬于內(nèi)部傳感器。 4.2.54.2.5 開關(guān)開關(guān)比賽機(jī)器人常用的開關(guān)用按鈕開關(guān)，數(shù)字開關(guān)和接觸開關(guān)幾種。按鈕開關(guān)在機(jī)器調(diào)試階段可以方便地提供人工輸入。數(shù)字開關(guān)一般用于向 cpu 的輸入選擇，如速度等級(jí)，行走模式，策略等。接觸開關(guān)則用于檢測(cè)是否觸碰，檢測(cè)的對(duì)象有場(chǎng)地的道具，環(huán)境界限等，一般微動(dòng)開關(guān)即可。4.2.64.2.6 電源電源不需要太大的輸出扭矩

30、，必須能靈活操控，而且要求體積小，重量輕、方便檢修，毫無(wú)疑問(wèn)是蓄電池提供的直流電源外加直流電機(jī)。對(duì)于需要大驅(qū)動(dòng)力低轉(zhuǎn)速場(chǎng)和場(chǎng)合，可以用齒輪鏈、同步皮帶等裝置處理。但他有其缺點(diǎn)就是蓄電池的重量太大，在要求不大的情況下我們可以采用鋰電池。他的優(yōu)點(diǎn)就是容量大，體積小，過(guò)電流大，重量輕。另外機(jī)器人還需要一類共給數(shù)字 ic，單片機(jī)，傳感器工作的電源，通常為+5v，約數(shù)十到數(shù)幾百 ma。他必須和電機(jī)的電源分開，形成單獨(dú)供電。這樣可以使 cpu 供電更加穩(wěn)定。4.34.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用繼電器構(gòu)成橋式換向電路，繼電器和主控制電路間用光電隔離器。考慮到電機(jī)的起動(dòng)電流和制動(dòng)時(shí)比較大，會(huì)

31、造成電源電壓不穩(wěn)定容易對(duì)單片機(jī)和傳感器的工作產(chǎn)生干擾，所以，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和單片機(jī)以及傳感器電路用 tlp521-4 光耦隔離。提高電路的可靠性。同時(shí)還可以采用相互獨(dú)立的電源供電。以確保單片機(jī)正常運(yùn)行，進(jìn)而以保證整個(gè)系統(tǒng)正常工作。在機(jī)器人的控制系統(tǒng)中最主要的就是傳感器電路，傳感器是機(jī)器人感知外界事物的關(guān)鍵。機(jī)器人通過(guò)傳感器收集外界信息，通過(guò)電路把這種信息轉(zhuǎn)變成 cpu能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)軟件算法對(duì)所收集的信息進(jìn)行處理后，形成相應(yīng)的控制信號(hào)，通過(guò)端口去控制相關(guān)的電機(jī)動(dòng)作。 傳感器采用多種傳感器相互配合使用。使用光電編碼器判斷角位移和行程位移。主要用在機(jī)械手臂的轉(zhuǎn)動(dòng)上，使機(jī)械手臂動(dòng)作更準(zhǔn)確。行程

32、開關(guān)用于位置的檢測(cè)，主要用在機(jī)器人，或機(jī)械手臂上。當(dāng)機(jī)器人行走，或機(jī)械手臂動(dòng)作到達(dá)某種位置時(shí)給單片機(jī)一個(gè)電信號(hào)。讓單片機(jī)發(fā)出相宜的控制信號(hào)。 五、軟件部分設(shè)計(jì)五、軟件部分設(shè)計(jì) 5.15.1 軟件控制流程軟件控制流程軟件部分是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最重要的部分，軟件由 pc 機(jī)上的軟件設(shè)計(jì)和單片機(jī)上的軟件設(shè)計(jì) 2 部分組成。單片機(jī)上的軟件主要實(shí)現(xiàn)接受上位機(jī)發(fā)送的指令、讀取動(dòng)作數(shù)據(jù)、生成 pwm 信號(hào)控制 電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，武術(shù)機(jī)器人軟件控制流程如圖 3 所示。本設(shè)計(jì)采用語(yǔ)言按模塊化的編程思想編寫。所有武術(shù)機(jī)器人的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)部分均在子函數(shù)中完成，主函數(shù)中只負(fù)責(zé)對(duì)子函數(shù)的調(diào)用如此便保證了良好的維護(hù)性和清

33、晰的代碼結(jié)構(gòu)。 圖 5.1 武術(shù)機(jī)器人軟件控制流程5 52 2 主程序設(shè)計(jì)主程序設(shè)計(jì)521 主程序流程 主程序的基本任務(wù)就是在對(duì)單片機(jī)和各外設(shè)進(jìn)行初始化后，接收上位機(jī)輸入命令，完成一定的電機(jī)控制任務(wù)。另外在機(jī)器人手臂上電后和工作過(guò)程中定期進(jìn)行關(guān)節(jié)歸零工作，保證機(jī)器入的關(guān)節(jié)處于正確的初始位置。擬人機(jī)器人手臂部的任何動(dòng)作都可以分解成若干個(gè)臂部關(guān)節(jié)的定位過(guò)程，關(guān)節(jié)定位過(guò)程要控制兩個(gè)量:速度和位置。 在主程序的前面，必須要設(shè)置中斷向量表。上身控制系統(tǒng)用到的中斷有外部中斷、串口中斷和軟件中斷。中斷服務(wù)程序可以放在地址空間的任意位置(除系統(tǒng)保留的空間外)，但每一種中斷服務(wù)程序的起始地址需要放在相應(yīng)的中斷向

34、量單元中。在程序的最前端，將系統(tǒng)使用的專用寄存器定義為符號(hào)表示，同時(shí)將程序中需要使用的變量和常量也采用符號(hào)表示，便使程序更具有可讀性。圖5-2 是主程序流程圖，主程序分為初始化模塊和任務(wù)處理循環(huán)模塊，下面分別加以介紹。 圖 5-2 主程序流程圖522 初始化程序 初始化程序主要完成堆棧指針設(shè)置、通用存器清零、初始化 io、ad轉(zhuǎn)換設(shè)置、中斷設(shè)置以及串口通訊設(shè)置等。因堆棧向下增長(zhǎng)，故將堆棧指針值設(shè)置為通用寄存器頂端附近的地址，盡可能擴(kuò)大堆?？墒褂每臻g這樣可以避免在多級(jí)調(diào)用子程序后堆棧進(jìn)入已定義變量使用的寄存器空間，以免造成錯(cuò)誤。 在將通用寄存器清零時(shí)，例外的是映射電機(jī)控制輸出端口的寄存器(用來(lái)保

35、存端口輸狀態(tài))需重新設(shè)置，與端口的輸出狀態(tài)保持一致。最后，調(diào)用關(guān)節(jié)歸零子程序(后面介紹)，使各個(gè)關(guān)節(jié)的位置回復(fù)到零位狀態(tài)。523 任務(wù)處理循環(huán)在上位機(jī)輸入命令引起中斷而調(diào)用的外部中斷服務(wù)程序里，獲得任務(wù)代碼，新任務(wù)標(biāo)志位被設(shè)置為 1。將任務(wù)代碼與事先定義好的任務(wù)常數(shù)逐一進(jìn)行比較，相符的話就調(diào)用相應(yīng)的任務(wù)子程序。執(zhí)行完任務(wù)子程序后返回檢查新任務(wù)處，從而形成一個(gè)大循環(huán)。 圖 5-3 任務(wù)處理循環(huán)圖5.35.3 任務(wù)子程序設(shè)計(jì)任務(wù)子程序設(shè)計(jì) 程序中設(shè)置一個(gè)指針變量，武術(shù) y 子程序?qū)⒋俗兞恐赶蛉蝿?wù)常數(shù)表中對(duì)應(yīng)的步數(shù)據(jù)頭部。從表中取出階段數(shù)，不斷調(diào)用階段控制子程序。階段控制子程序從表中取出關(guān)節(jié)信息和目

36、標(biāo)點(diǎn)數(shù)信息，不斷調(diào)用目標(biāo)點(diǎn)控制子程序，直至所有目標(biāo)點(diǎn)執(zhí)行完畢，階段控制子程序返回。當(dāng)所有階段執(zhí)行完畢，武術(shù) y 子程序返回。 圖 5-4 武術(shù) y 子程序 圖 5-5 階段控制子程序5 54 4 關(guān)節(jié)歸零子程序關(guān)節(jié)歸零子程序 關(guān)節(jié)歸零子程序依次對(duì)每個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行控制，將其歸復(fù)到零位(即站立狀態(tài)的位置)，每完成一個(gè)關(guān)節(jié)后再處理下一個(gè)關(guān)節(jié)。歸零過(guò)程，首先調(diào)用7d 轉(zhuǎn)換子程序，得到關(guān)節(jié)實(shí)際位置。將實(shí)際位置與零位進(jìn)行比較，若差值在允許位置誤差范圍之內(nèi)，則認(rèn)為關(guān)節(jié)已在零位。若差值比較大，則根據(jù)差值的正負(fù)決定電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，并起動(dòng)電機(jī)。然后循環(huán)調(diào)用 ad 轉(zhuǎn)換子程序，取得關(guān)節(jié)實(shí)際位置，與零位進(jìn)行比較。直到差值

37、在允許誤差范圍之內(nèi)，停止電機(jī)。繼續(xù)處理下一個(gè)關(guān)節(jié)。關(guān)節(jié)附帶有零位開關(guān)，當(dāng)零位開關(guān)沒(méi)有合上時(shí)，接到零位輸入口的對(duì)應(yīng)位為低電平：當(dāng)關(guān)節(jié)到達(dá)零位，零位開關(guān)合上時(shí)，對(duì)應(yīng)的位為高電平。通過(guò)定時(shí)查詢零位開關(guān)輸入口=就可以知道零位開關(guān)的狀態(tài)。程序中，首先檢查一下零位輸入口的狀態(tài)若相應(yīng)位值為 1，表示關(guān)節(jié)己在零位，轉(zhuǎn)下一個(gè)關(guān)節(jié)。若不為 1，每延時(shí) 5ms(因電機(jī)有滯后效應(yīng)，第一次延時(shí) 15ms)后檢查一下零位輸入口的狀態(tài)。若相應(yīng)位值為 l，表示關(guān)節(jié)已到零位，停電機(jī)，轉(zhuǎn)下一個(gè)關(guān)節(jié)。若沒(méi)有到位，則讀計(jì)數(shù)器，并將當(dāng)前值與上一次讀到的值相比較。若兩次的值沒(méi)有交化或變化太小，表示電機(jī)堵轉(zhuǎn)，關(guān)節(jié)己到最大角度，此時(shí)應(yīng)改變驅(qū)

38、動(dòng)方向，使關(guān)節(jié)朝反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，最終到達(dá)零位。 圖 5-6 關(guān)節(jié)歸零子程序 圖 5-7 串口中斷子程序5.55.5 其它子程序其它子程序1)定時(shí)器中斷子程序 軟件定時(shí)器中斷子程序很簡(jiǎn)單，首先判斷是否為定時(shí)器 l 中斷，若是則將查詢時(shí)間到標(biāo)志位置 l，然后退出。2)串口中斷子程序 串口中斷子查詢首先讀串口狀態(tài)寄存器，直到標(biāo)志被清除，然后讀串口。判斷接收到的數(shù)據(jù)是否為桴 s1ar=re，若是，允許啟動(dòng)標(biāo)志位置 1，返回；否則表示來(lái)了任務(wù)，保存新任務(wù)代碼并將新任務(wù)標(biāo)志置 1，返回。3)ad 轉(zhuǎn)換子程序 ayd 轉(zhuǎn)換子程序?qū)в型ǖ捞?hào)信息的命令字裝入命令寄存器，從而立即啟動(dòng) ad 轉(zhuǎn)換，然后測(cè)試轉(zhuǎn)換是否完

39、成。當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后，讀結(jié)果寄存器，將數(shù)據(jù)邏輯右移 6 位后得到真正的結(jié)果值。接著再進(jìn)行一次同樣的 ad 轉(zhuǎn)換，取兩次的平均值為最終值，保存后返回。5.65.6、武術(shù)動(dòng)作的編輯、武術(shù)動(dòng)作的編輯 武術(shù)最顯著的特征是步調(diào)、節(jié)奏和動(dòng)作幅度，反映在機(jī)器人上就應(yīng)該控制機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)的的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢、時(shí)間和角度。要使機(jī)器人跳出讓觀眾賞心悅目的武姿，就應(yīng)該很好的編排武術(shù)動(dòng)作，充分利用機(jī)器人的特點(diǎn)來(lái)展現(xiàn)其動(dòng)作之美。因而，如何使機(jī)器人的動(dòng)作快慢變化錯(cuò)落有致并富有節(jié)奏感將是控制系統(tǒng)必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題。要設(shè)計(jì)武術(shù)機(jī)器人的武術(shù)動(dòng)作，首先需要選擇合適的曲子，然后根據(jù)曲子的節(jié)拍進(jìn)行動(dòng)作編排。 一整套的武術(shù)動(dòng)作其實(shí)是由一個(gè)一個(gè)的單獨(dú)的武姿構(gòu)成的，所以設(shè)計(jì)武術(shù)動(dòng)作就必須先設(shè)計(jì)好每個(gè)武姿，這