基于单片机的机械手控制系统设计

（摘要 与目录在最后）

第一章 绪论

1.1机械手的概述 1.1.1机械手的简介

机械手是模仿着人手的部分动作，按照给定程序、轨迹和要求能实现自动抓取、搬运的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手叫做“工业机械手”。在实际生产中，应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率，可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产。尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境下，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，在机械加工、冲压、锻、铸、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等领域得到了越来越广泛的应用。

国内外对机器人及机械手所作的定义不尽相同。国际标准化组织对机器人的定义:机器人是一种能自动定位、可控的可编程的多功能操作机。这类操作机具有几个轴在可编程序操作下，能处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行各种任务。

美国国家标准(NBS)对机器人的定义:“一种可编程，并在自动化控制下执行某种特定操作和移动作业任务的机械装置。”日本工业机器人协会对工业机器人的定义:“一种装备有记忆装置和最终执行装置，能够完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。”它又分为以下两种情

２００８年８月第８期（总第１１７期）

广西轻工业

ＧＵＡＮＧＸＩＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＩＧＨＴＩＮＤＵＳＴＲＹ

计算机与信息技术

基于单片机的机械手臂控制系统设计

方龙，陈丹，肖献保

（解放军蚌埠坦克学院电子室，安徽蚌埠２３３０５０）

【摘要】

分别介绍了ＡＴ８９Ｃ５１单片机、机器手臂以及伺服电机的硬件结构以及工作原理，进一步详细讨论了基于

ＡＴ８９Ｃ５１单片机控制的机器手臂系统的设计。

【关键字】机器手臂；ＡＴ８９Ｃ５１；伺服电机【中图分类号】ＴＰ３６８【文献标识码】Ａ

【文章编号】１００３－２６７３（２００８）０８－８９－０２

１引言

机器手臂是近几十年来涌现的一种工业技术装备，它能模

仿人体上肢某些动作，在生产过程中代替人搬运物件或操持工具进行操作。在工业生产中应用机器手臂，可以提高劳动生产率，保证产品质量，减轻工人劳动强度，实现生产过程自动化。因此近年来工业机器手的应用越来越普遍。

机器手臂具有两个部分：控制部分和直接进行工作的部由于采用分。控制系统通过编程，决定直接工作的机器臂部分。程序控制，所以很容易根据需要改变其工作方式和任务。

本设计结合坐标式三自由度机器机器手臂模型，应用单片机控制。该手臂具有二或三个关节，夹持装置，采用３台微型伺转臂、抓取物体等简单动作。服

基于单片机控制的管道施工机械手控制系统研究

摘要：随着机械技术和计算机技术的不断发展，近几年机器人技术也有了质的飞越。目前我国在机械手方面的应用主要在机床的焊接、加工、锻造、制造等机械加工方面的领域，但是在工程机械领域方面机械手的品种、质量、数量级性能等还很难满足我国工业生产的发展需求，所以，机械手在工程机械领域的应用和扩展迫在眉睫。本文基于单片机控制的管道施工机械手控制系统进行了设计，并在此基础之上进行了分析和探讨。

关键词：单片机控制；管道施工；机械手控制

前言

管道施工机械手最早起源于美国一所大学的实验室，该实验室在21世纪之前就已经研究并开发出第一代的大型混凝土管道施工机械手。近几年，我国在对管道施工机械手进行研究的过程中也取得了一些比较显著的成绩。目前，我国对管道施工机械手的定位、结构、路径规划、参数优化等方面的研究比较多，但是基于单片控制的管道施工机械手方面的研究还比较欠缺。

1.单片机控制的管道施工机械手控制系统

1.1MSP430模块以及外围电路

MSP430模块以及外围电路主要使用的芯片有以下几种：MSP430、MAX232、74LS373。MSP430是编写程序和烧制程序的过程中所用到的一种单片机，上位PC机通过编

基于PLC的机械手控制系统设计

摘要：在工业生产流水线传送系统当中，机械手采用圆柱坐标的方式进行空间位移，能够使机械手做好准确定位，机械手具有多个自由度，并且可以用来搬运工件，有效完成在不同环境当中的工作任务，很多生产线可以运用机械手来代替人的繁重体力劳动，实现工厂生产的自动化和机械化，并且在有害的环境下能够有效保护人的生命安全，本文主要对接写手的结构系统进行了简单分析，强调了机械手在工业运行中的重要作用。

关键词：plc；机械手；控制系统

中图分类号：tp241 文献标识码：a 文章编号：1001-828x（2012）05-0-01

机械手是能够进行自动定位控制并能对编程进行重新改变的一种多功能机器，机械手具有多个自由度，并且可以用来搬运工件，有效完成在不同环境当中的工作任务，很多生产线可以运用机械手来代替人的繁重体力劳动，实现工厂生产的自动化和机械化，并且在有害的环境下能够有效保护人的生命安全，就当前的发展来看，机械手已经广泛应用于原子能、轻工、电子、冶金、机械制造等各个部门，通常也会被用作一些机床机器的附加设备，其最为核心的部分就是控制系统和执行系统，而且其执行机构多是由电机、气动以及液压所构成的，具有应用广泛、灵活性

工程职业技术学院

学生毕业综合实践报告

基于PLC机械手控制系统设计

学生：

学号：

专业班级：

指导老师：

完成时间：

.专业DOC.

摘要

随着科学与技术的发展，机械手广泛应用于采矿、冶金、石油、化学、船舶等传统领域，同时也已开始扩大到航空，航天。生化、医药、核能等高科技领域中，本文目的主要是利用可编程控制器作为载体，设计一套程序取驱动机械手进行预订动作实现对目标的抓取、搬运及投放，根据需求变化改变搬运轨迹，整个系统利用plc技术位置控制技等

关键词：机械手、可编程逻辑控制器

.专业DOC.

abstract

With the development of science and technology, manipulator is widely used in mining, metallurgy, petroleum, chemical, shipbuilding and other traditional areas, but also has begun to expand to aviation, aerospace. Biochemistry, medicine, nuclear energy and other high-tech fields, in

毕业论文

题 目： 基于PLC的物料搬运

机械手控制系统设计

学生姓名： 袁涛 学生学号： 0808020243 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 自动化 届 别： 2012届 指导教师： 孙静

基于PLC的物料机械搬运手自动化控制系统设计

学生：袁涛 知道教师：孙静

淮南师范学院电气信息工程系

摘 要:机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因此被广泛应用。 本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。采用整体化的设计思想，充分考虑了

工程职业技术学院

学生毕业综合实践报告

基于PLC机械手控制系统设计

学生：

学号：

专业班级：

指导老师：

完成时间：

.专业DOC.

摘要

随着科学与技术的发展，机械手广泛应用于采矿、冶金、石油、化学、船舶等传统领域，同时也已开始扩大到航空，航天。生化、医药、核能等高科技领域中，本文目的主要是利用可编程控制器作为载体，设计一套程序取驱动机械手进行预订动作实现对目标的抓取、搬运及投放，根据需求变化改变搬运轨迹，整个系统利用plc技术位置控制技等

关键词：机械手、可编程逻辑控制器

.专业DOC.

abstract

With the development of science and technology, manipulator is widely used in mining, metallurgy, petroleum, chemical, shipbuilding and other traditional areas, but also has begun to expand to aviation, aerospace. Biochemistry, medicine, nuclear energy and other high-tech fields, in

Xinyu University

毕业设计(论文)

基于PLC的机械手控制系统设计

学生姓名: 学 号: 专 业: 指导教师: 学 院:

何友良 1201231016 电气工程及其自动化 谢富珍 副教授 电气与电子工程

江西·新余

独创性声明

本人郑重声明：

所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。其中除加以标注和致谢的地方，以及法律规定允许的之外，不包含其他人已经发表或撰写完成并以某种方式公开过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位或证书而作的材料。其他同志对本研究所做的任何贡献均已在文中作了明确的说明并表示谢意。

本毕业设计（论文）成果是本人在新余学院期间在指导教师指导下取得的，成果归新余学院所有。

特此声明。

作者签名（手写）： 签名日期： 年 月 日

版权使用授权书

本毕业设计（论文）作者及指导教师完全了解新余学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）的复印件和磁盘，允许毕业设计（论文）被查阅和借阅。

作者签名（手写）： 指导教师签名（手写）：

日期：

Xinyu University

毕业设计(论文)

基于PLC的机械手控制系统设计

学生姓名: 学 号: 专 业: 指导教师: 学 院:

何友良 1201231016 电气工程及其自动化 谢富珍 副教授 电气与电子工程

江西·新余

独创性声明

本人郑重声明：

所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。其中除加以标注和致谢的地方，以及法律规定允许的之外，不包含其他人已经发表或撰写完成并以某种方式公开过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位或证书而作的材料。其他同志对本研究所做的任何贡献均已在文中作了明确的说明并表示谢意。

本毕业设计（论文）成果是本人在新余学院期间在指导教师指导下取得的，成果归新余学院所有。

特此声明。

作者签名（手写）： 签名日期： 年 月 日

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日期：

Xinyu University

毕业设计(论文)

基于PLC的机械手控制系统设计

学生姓名: 学 号: 专 业: 指导教师: 学 院:

何友良 1201231016 电气工程及其自动化 谢富珍 副教授 电气与电子工程

江西·新余

独创性声明

本人郑重声明：

所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。其中除加以标注和致谢的地方，以及法律规定允许的之外，不包含其他人已经发表或撰写完成并以某种方式公开过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位或证书而作的材料。其他同志对本研究所做的任何贡献均已在文中作了明确的说明并表示谢意。

本毕业设计（论文）成果是本人在新余学院期间在指导教师指导下取得的，成果归新余学院所有。

特此声明。

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