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单片机在机器人手控器状态实时检测中的应用· 95 ·
文章编号:1000 - 8829(2003) 01 - 0059 - 02
单片机在机器人手控器状态实时检测中的应用
Application of the Microcontroller at the Ma ster Arm Condition Real Time Detecting
System
(郑州工业高等专科学校机械工程系,河南郑州 450007) 蔡共宣
摘要:介绍了以单片机为核心的机器人手控器状态实测系统,用于对手控器的转向、转数及转速等状态进行
时检测系统,详细讨论了手控器状态检测的基本原理, 实时监测和分析,实现了机器人状态检测的智能化。
给出了算法及程序流程图。
系统组成原理
关键词:手控器;单片机;状态检测;判别算法 1
中图分类号:TP368. 1 该系统以 8031 单片机为核心,将手控器驱动电机
文献标识码:B 光电脉冲编码器产生的脉冲序列信号经光电耦合后直
接发送到单片机系统中的外部中断输入端,通过系统
Abstract :The system which based on the microcontroller for 软件分析后得出手控器驱动电机的转向等状态,并计
real time detecting of the master arm condition is described. 算出其转数及转速。检测结果通过显示器进行显示。
The principle of detecting of master arm condition is careful 为了显示不同结果,设置了必要的功能键对显示结果
ly discussed ,the algorithm and the process are also present 进行切换。由于 8031 单片机片内无程序存储器,故采
ed. 用了一片 2764 对其进行了扩展,用以存放系统程序,
Key words : master arm ; microcontroller ; condition detect 而运行过程中产生的一些数据则存放在片内数据存储
ing ;discrimination algorithm 器中。考虑到检测结果的显示及切换, 采用了一片
8255 接口扩展了 16 键的小键盘和 6 位 LED 显示器。
手控器是主从遥控式机器人主手的关键部位,是系统硬件结构原理如图 1 所示。
人与机器人之间的一个重要的人机接口。一方面它可
转向判别及算法实现
以向操作系统传送位置、姿态、速度和力等多种信息; 2
同时可以接收控制系统发来的力、力矩等信息,以便为手控器的工作状态是通过光电脉冲编码器发出的
操作者提供力觉临场感,其性能及工作状态对主手的脉冲序列反映的。为了能够检测出电机的转向,设计
控制将产生较大的影响。因此对手控器的工作状态, 上应保证使光电脉冲编码器能够发出相位相差π 4 的
如转向、转速等进行实时监测,对主手的操纵和控制至两路脉冲序列信号 A 相及 B 相。设 A 相超前 B 相π 4
关重要。手控器的运动是由手控器操纵手柄的转动来时为编码器正向旋转,而