慧鱼四自由度机械手说明书..

1、件亠茅技:孕龊课程设计说明设计-名称：综合课程设计题1 机械模型的远程控制四自由度机械手学生姓名：专业:机械设计制造及其自动化班级:学号:指导教师：日期:2013年12月25日课程设计的主要内容和任务分析机构模型的的原理图及工作原理2.1总体工作流程22前后运动部分2.3左右转动部分2.4上下运动部分2.5机械手转动部分2.6机械手张开闭合部分-19 -三.远程控制系统的工作原理 四慧鱼接口板的处理器操作模式的选择以及计算机与接口板的通讯4.1慧鱼接口板概述4.2微处理器的两种处理模式4.3计算机与接口板通讯五客户端程序中主要功能模块的设计过程13六结论及心得体会13七.参考文献.主要内容和任

2、务分析利用德国慧鱼公司的“智能创意教具”模型设计、装配出较有创意的机构或机械设备模型，模型完成之后应用VB开始编程以及对程序的调试最终能完成对模型的远程控制。认真复习机械原理、机械设计、自动生产线、VB的基本知识以及学习新的知识（主要为 mscomm win sock、timer三种控件的使用）等。在实验室熟悉慧鱼模型的元件及其搭建方法，参考现有的模型基础，然后设计出 有创意的机械模型。二、机构模型的的原理图及工作原理2.1总体工作流程作品拟实现的主要功能有以下五个运动：前后运动；左右转动;上下运动；手爪顺逆时针转动；手爪的张开闭合。全景图如下:3 .八.-*2.2前后运动部分如图1所示，其工

3、作过程为：向前运动时，电动机1正转，通过减速箱2减速，再通过齿轮链条3的传动将动力传到蜗杆4。此时限位开关 5常开开关打开，蜗杆 4旋转将底盘7向前运动，底盘到达最前端，此时，限位开关6常开关开闭合，向前运动完成，电动机 1停止。向后远动时，电动机1反转，回程至限位开关 4闭合时，电动机 1停止。图1:前后运动部分侧视图0甲11、电动机；2、减速箱;3、链条；4、蜗杆;5、6、限位开关;7、底盘。2.3左右转动部分如图2所示，电动机1的正反转分别对应左右转动。左右转动时，电动机1转动，通过减速箱 2减速，再通过蜗轮 3的传动将动力传到齿轮 4，通过齿轮带动机械手，可根据不同的角度需要，把机械手

4、转到不同的位置。.足r V 图2:左右转动部分A1、电动机；2、减速箱；3、蜗轮；4、齿轮图3:上下运动部分正视图护(11图4:机械手转动部分正视图、1、电动机；2、减速箱；3、蜗杆；4、导杆；5、6、限位开关1、电动机；2、减速箱；3、蜗轮；4、齿轮2.4上下运动部分如图3所示，向上运动时，电动机1正转，通过减速箱 2减速，把动力传动蜗杆3上，此时限位开关 5,常开开关打开，蜗杆 3转动使手爪沿着导杆4向上运动，手爪到达最上端，限位开关6闭合，电动机1停止。向下运动时，电动机 1反转，手爪向下运动到最下端，限位开关闭合，电动机1停止。2.5机械手转动部分如图4所示，手爪顺时针转动时，电动机1

5、正转，经过减速箱2减速,通过蜗轮3把动力传到齿轮 4上，齿轮带动手爪转动。手爪逆时针转动时,电动机1反转。2.6 机械手张开闭合部分如图5所示，手爪张开时，电动机1正转，经过减速箱 2减速，把动力传到连杆3上，连杆带动蜗杆 4转动，此时限位开关5常开开关打开,蜗杆转动使手爪打开，手爪打开使触板触碰限位开关5,限位开关闭合，电动机1停止。手爪闭合时，电动机1反转，手爪抓住工件时，电动机1停止。2+图5:机械手张闭部分俯视图1、电动机；2、减速箱；3、连杆；4、蜗杆；5、限位开关三. 远程控制系统的工作原理远程控制是在网络上由一台电脑（主控端Remote/客户端）远距离去控制另台电脑（被控端Hos

6、t/服务器端）的技术。远程控制必须通过网络才能进行。位于本地的计算机是操纵指令的发出端,称为主控端或客户端，非本地的被控计算机叫做被控端或服务器端。“远程”不 等同于远距离，主控端和被控端可以是位于同一局域网的同一房间中， 也可以是 连入In ternet的处在任何位置的两台或多台计算机。远程控制软件一般分两个部分：一部分是客户端程序，另一部分是服务器端程序，在使用前需要将客户端程序安装到主控端电脑上，将服务器端程序安装到 被控端电脑上。它的控制的过程是先在主控端电脑上执行客户端程序， 像一个普 通的客户一样向被控端电脑中的服务器端程序发出信号， 建立一个特殊的远程服 务，然后通过这个远程服务

7、，使用远程控制功能发送远程控制命令， 控制被控端 电脑中的各种应用程序运行。基于VB的远程控制系统通过 VB的win sock控件进行数据交换来实现。win sock是Mcrosoft win dows 提供的网络编程接口。它有 两种数据交换协议：TCP协议和UDP协议，本次课程设计运用TCP协议。四. 慧鱼接口板处理器操作模式的选择以及计算机与接口板的通讯4.1慧鱼接口板概述为了用计算机控制慧鱼教学模型，首先应当有合适的控制软件以及连 接计算机与模型的接口。接口完成软件命令的转换，列入可以启动电机、 处理来自传感器的信号等。接口板上有连向电机、灯、或电磁铁的四个数字量的输入口，还有八 个数量

8、和两个模拟量的输入口用来连接开关，光敏、磁敏、热敏电阻等传 感器。慧鱼智能接口板上自带微处理器，通过串行口与计算机相连。在计算 机上编好的程序可以下载到接口板的微处理器上，该微处理器可以独立地 执行程序（在所谓主动模式下），这样就不必用电缆连接计算机和行走机器 人。当控制像机械手、绘图机这样的移动设备时，模型与计算机保持连接, 计算机即是变量的输入/输出设备，也是它们的显示设备（称为所谓被动模 式）。4.2微处理器的两种处理模式被动模式（本次课程设计所使用的模式）在被动模式下，程序的处理由计算机完成，因此接口与计算机的连接电 缆不能断开。在每个程序周期中，接口采集来自数字量和模拟输入端的数 值

9、然后传送给计算机，计算机再把数字量的输入值传送给接口板，接口板上的微处理器按要求操作相连的电机、灯和电磁铁。接口板工作于被动模式时，计算机屏幕只能作为输入/输出设备，或程序状态的显示设备。主动模式在主动模式下，程序由接口板自身的微处理器进行处理,而接口板与计算机的连线要断开。如果软件支持主动模式（如LLWIN V2.1 或以上），程序可以下载到接口板的RAM里。程序下载后，接口板就终止与计算机的连接，此时可以拔掉接口线。 程序驻留在接口板的 RAM历直到电源被切断 （在不设定程序掉电保护功能时.）对于旨在捕接口板上的微处理器的计算能力远小于计算机的计算能力。获快速计数脉冲的大程序，微处理器便无

10、法累计到全部脉冲，这样的程序 只能在被动模式下进行处理。为了从主动模式切换到被动模式，要切断接口板的供电电源。这就重新启动了安装在接口板EP ROM中的操作软件，于是切换成为被动模式。如果在计算机上修改了主动模式下的处理程序，而且想把它传回给接口板的微 处理器，也必须切断电源。4.3计算机与接口板通讯串行口接口用厂家提供的 9针D型插头经由 RS232接口电缆和计算机的串行口（COM或COM连接。控制端口参数波特率9600位数8校验无停止位1第一个字节是接口计算机通过串行口与控制接口板通信的格式是两个字节。命令，它告诉接口发送什么作为应答，第二个字节规定哪个电机以什么方向运动。接口命令字节二进

11、制十六进制十进制规定（回送内容）11000001C1193只输入E1 E810000101C5197输入E1E8和模拟量EX11001001C9201输入E1E8和模拟量EY电机状态字节+6位规定1电机1左转2电机1右转3电机2左转4电机2右转5电机3左转6电机3右转7电机4左转8电机4右转可以同时操作4个电机。但是如果对一个电机同时设置左转和右转， 电机将拒绝运行。从接口板应答命令应答规定（回送内容及格式）1931字节每1位代表1位输入1973字节1字节见上，2、3字节为模拟量EX2013字节1字节见上，2、3字节为模拟量EY注意：从接口板发出的电机控制数据必须在 300ms内进行刷新，否则

12、电机将停转。五. 服务端程序中主要功能模块的设计过程图6中上方文本框用于记录手爪闭合时行程开关状态（十进制），Timer主要用于刷新电机数据以及电机的延时。启动VB并新建一个工程，往窗体（Form）中加入1个Win sock控件、1个通信控件（MSComm以访问串口； 12个定时器控 件（Timer）以延时查询串口； 8个复选框控件及2个按钮组控制四路电机及其状态。上下运动左右特幼手爪张异闭営向上向左向09向下向启洞合V向右MSComm控件Timm控件图6:本地控制界面主要代码以及事件方法介绍如下:P rivate Sub Form_Load()Timerl.E nabled = FalseT

13、imer2.E nabled = FalseTimer3.E nabled = FalseTimer4.E nabled = FalseTimer5.E nabled = FalseTimer6.E nabled = FalseTimer7.E nabled = FalseTimer8.E nabled = FalseTimer9.E nabled = FalseTimer10.E nabled = FalseTimer11.E nabled = FalseTimer12.E nabled = FalseWin sock1.Listen进入侦听状态，等待客户端的连接请求清除接收缓冲区MSCom

14、m1.l nBufferCou nt = 0MSComm1.Com mPort = 1选择通讯端口 1MSComm1.RThreshold= 1接收缓冲区收到每一个字符都会使 MSComm控件产生 On Com m事件MSComml.l np utLer= 0MSComm控件读取接收缓冲区中全部的内容设置通信参数9600,N,8,1MSComml.Setti ngs = 9600, n, 8,1打开通讯端口MSComm1. PortO pen = TruePrivate Sub MSComm1_ On Comm()On Com事件：通过接口板的各个输入控制电机Dim in byte() As

15、ByteSelect Case MSComm1.CommEve ntCase comEvReceive监测通信过程中发生的错误或事件in byte = MSComm1.l nputEnd SelectDim a As In tegerDim b As In tegerDim c As In tegerDim d As In tegerDim e As In teger a = in byte(0) And 1 b = in byte(0) And 2 c = in byte(0) And 8 d = in byte(0) And 16e = in byte(0) And 4If a = 1 T

16、he n Timer1.E nabled = False压下限位开关E1,向前运动停止If b = 2 The n Timer2.E nabled = False压下限位开关E2,向后运动停止If c = 8 The n Timer5.E nabled = False压下限位开关E4,上运动停止If d = 16 The n Timer6.E nabled = False压下限位开关E5,向下运动停止If e = 4 The n Timer7.E nabled = False压下限位开关E3,End SubP rivate Sub Timer1_Timer()Dim outbyte(l) As

17、 Byteoutbyte(O) = &HC1outbyte(1) = &H1MSComm1.OutBufferCou nt = 0MSComm1.0ut put = outbyteEnd SubPrivate Sub Timer2_Timer()Dim outbyte(1) As Byteoutbyte(0) = &HC1outbyte(1) = &H2MSComm1.OutBufferCou nt = 0MSComm1.Out put = outbyteEnd SubPrivate Sub Timer3_Timer()Dim outbyte(1) As Byteoutbyte(0) = &H

18、C1outbyte(1) = &H4MSComm1.OutBufferCou nt = 0MSComm1.Out put = outbyteEnd SubPrivate Sub Timer4_Timer()Dim outbyte(1) As Byteoutbyte(0) = &HC1outbyte(1) = &H8MSComm1.OutBufferCou nt = 0MSComm1.Out put = outbyte机械手张开停止电机1正转，向前运动电机1反转，向后运动电机2正转，向左转动电机2反转，向右转动End SubPrivate Sub Timer5_Timer()Dim outbyt

19、e(l) As Byteoutbyte(O) = &HC1outbyte(1) = & H10电机3正转，向上运动MSComm1.OutBufferCou nt = 0MSComm1.0ut put = outbyteEnd SubPrivate Sub Timer6_Timer()Dim outbyte(1) As Byteoutbyte(0) = &HC1outbyte(1) = & H20电机3反转，向下运动MSComm1.OutBufferCou nt = 0MSComm1.Out put = outbyteEnd SubPrivate Sub Timer7_Timer()Dim ou

20、tbyte(1) As Byteoutbyte(0) = &HC1outbyte(1) = &H40电机4正转，机械手张开MSComm1.OutBufferCou nt = 0MSComm1.Out put = outbyteEnd SubPrivate Sub Timer8_Timer()Dim outbyte(1) As Byteoutbyte(0) = &HC1outbyte(1) = &H80电机4反转，机械手闭合MSComm1.OutBufferCou nt = 0MSComm1.Out put = outbyteText1.Text = Str(Val(Text1.Text) + 1)If TextI.Text = 45 Then当Textl的读数到45时，机械手闭合停止Text1.Text =Timer8.E nabled = FalseEnd IfEnd SubVB的基本知六.结