基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂制造技术

本发明专利技术公开了基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂，涉及机械臂控制技术领域，具体为基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂，包括四轴机械臂，以及用于控制四轴机械臂的控制系统，所述四轴机械臂上设有四个舵机，所述控制系统包括单片机主控模块，以及与单片机主控模块电连接的电源模块、手柄模块、舵机模块和传感器模块，所述电源模块、手柄模块接入单片机主控模块的输入端。本发明专利技术设置的超声波传感器用于医学上诊断疾病，利用机械臂对病人进行治疗，实现无接触操作；声音传感器可用于工业环境中在无人的情况下判断声音的有无，自动的执行设定好的动作等；光敏传感器用于声控方式控制机械臂执行相关动作。控方式控制机械臂执行相关动作。控方式控制机械臂执行相关动作。

【技术实现步骤摘要】
基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂


[0001]本专利技术涉及机械臂控制
，具体为基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂。

技术介绍

[0002]机械臂在现在的生活以及生产中被广泛的使用，它可以代替人们完成一些人们不能完成的难度动作，保护人们的安全。然而，在一些工艺流程比如写字机械臂中对机械臂的位置精度有较高的要求，这就使得舵机的控制有较高要求。
[0003]机械臂的自由度是一个非常重要的参数，取决于机械臂的类型及其结构并且在很大程度上直接决定到机械臂能否完成预定的任务，一般来说是根据机械臂的用途来设计机械臂的自由度，自由度越多的机械臂，具有更大的运动的灵活性，通用性也越强，但结构较复杂，难以实现；机械臂的控制模式多种多样，越多的控制模式，机械臂的使用更灵活，相比于市场上机械臂常用的手柄控制模式，只能用于某种特定功能，模式单一，不能用在特殊场景的问题，为此，我们提供了基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂，包括四轴机械臂，以及用于控制四轴机械臂的控制系统，所述四轴机械臂上设有四个舵机，所述控制系统包括单片机主控模块，以及与单片机主控模块电连接的电源模块、手柄模块、舵机模块和传感器模块，所述电源模块、手柄模块接入单片机主控模块的输入端，所述舵机模块接入单片机主控模块的输出端。
[0006]可选的，所述单片机主控模块的型号为STM32F103CBT6。
[0007]可选的，所述舵机模块包括驱动器，以及与驱动器连接的伺服电机。
[0008]可选的，所述驱动器内设有驱动电路，以及与驱动电路电连接的稳压电路。
[0009]可选的，所述舵机主要由舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计、伺服电机和驱动器，所述伺服电机的输出端连接有减速齿轮组，所述减速齿轮组的输出端连接有减速齿轮组，所述位置反馈电位计通过螺栓固定在减速齿轮组上，所述位置反馈电位计与驱动器电连接，所述驱动器与伺服电机电连接。
[0010]可选的，所述手柄模块为PS2无线手柄，所述PS2无线手柄由手柄和无线串口接收器组成。
[0011]可选的，所述传感器模块包括超声波传感器模块、声音传感器模块和光敏电阻传感器，所述超声波传感器模块、声音传感器模块和光敏电阻传感器均与单片机主控模块实现数据交互。
[0012]可选的，所述超声波传感器模块采用US
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016超声波测距模块，US
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016超声波测距
模块可实现为2cm～3m的非接触测距功能，供电电压为5V，工作电流3.8mA，支持模拟电压输出，所述声音传感器模块采用BR
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ZS1噪声监测仪，所述光敏电阻传感器采用芯片LM393模拟电压比较器结合光敏电阻实现光的强弱对机械臂控制。
[0013]可选的，所述电源模块包括总电源模块，以及与总电源模块电连接的降压DC
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DC模块。
[0014]本专利技术提供了基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂，具备以下有益效果：
[0015]1、该基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂设置的超声波传感器用于医学上诊断疾病，利用机械臂对病人进行治疗，实现无接触操作；声音传感器可用于工业环境中在无人的情况下判断声音的有无，自动的执行设定好的动作等；光敏传感器用于声控方式控制机械臂执行相关动作。
[0016]2、该基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂设置的手柄控制模式是最传统的模式，即用手柄控制机械手臂的上下左右移动，实现机械手臂的抓取。这种模式可以用于起重器、塔吊、户外可视场景、抓取腐蚀物体，实现解放双手的目的。
[0017]3、该基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂设置的光控模式是使用光敏传感器，通过感知光照实现机械臂的控制，当光敏传感器被挡住时，机械臂启动固定抓取程序进行工作。这种模式可以用于通过光照情况判断是否动作的场景。
[0018]4、该基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂设置的声控模式是使用声音传感器，当有声响时，传感器感知，给控制板反馈信号，机械臂启动固定抓取程序进行工作。
[0019]5、该基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂设置的超声波模式是使用超声波传感器，当有障碍物时，传感器感知，传递信号给控制板，触发机械臂动作。
附图说明
[0020]图1为本专利技术主视结构示意图；
[0021]图2为本专利技术的机械臂的控制电路结构示意图；
[0022]图3为本专利技术传感器示意图；
[0023]图4为本专利技术的舵机的组成示意图；
[0024]图5为本专利技术舵机控制原理图；
[0025]图6为本专利技术的单片机引脚定义图；
[0026]图7为本专利技术的单片机外围电路；
[0027]图8为本专利技术的控制板总电源示意图；
[0028]图9为本专利技术的DCDC降压模块示意图；
[0029]图10为本专利技术的驱动主电路示意图；
[0030]图11为本专利技术的稳压电路示意图；
[0031]图12为本专利技术的光敏传感器的电路示意图；
[0032]图13为本专利技术声音传感器的电路示意图；
[0033]图14为本专利技术的超声波传感器系统示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0035]请参阅图1至图14，本专利技术提供一种技术方案：基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂，包括四轴机械臂，以及用于控制四轴机械臂的控制系统，所述四轴机械臂上设有四个舵机，所述控制系统包括单片机主控模块，以及与单片机主控模块电连接的电源模块、手柄模块、舵机模块和传感器模块，所述电源模块、手柄模块接入单片机主控模块的输入端，所述舵机模块接入单片机主控模块的输出端。
[0036]进一步的，所述单片机主控模块的型号为STM32F103CBT6，如图6所示，STM32F103C8T6是基于ARMCortex
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M3内核STM32系列的32位的微控制器，程序存储器容量是64KB，工作温度为
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40～85℃，最高工作频率为72MHz。该芯片采用2到3.6V供电，I/O引脚，上电复位、断电复位、可编程电压监测器，4到16MHz晶体振荡器，内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器和带校准的40KHz的RC振荡器以及带校准功能的32KHzRTC振荡器，并且可以产生CPU时钟的PLL；
[0037]如图7所示是单片机外围电路，包括蜂鸣器，当单片机PB13引本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂，包括四轴机械臂，以及用于控制四轴机械臂的控制系统，其特征在于：所述四轴机械臂上设有四个舵机，所述控制系统包括单片机主控模块，以及与单片机主控模块电连接的电源模块、手柄模块、舵机模块和传感器模块，所述电源模块、手柄模块接入单片机主控模块的输入端，所述舵机模块接入单片机主控模块的输出端。2.根据权利要求1所述的基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂，其特征在于：所述单片机主控模块的型号为STM32F103CBT6。3.根据权利要求1所述的基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂，其特征在于：所述舵机模块包括驱动器，以及与驱动器连接的伺服电机。4.根据权利要求3所述的基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂，其特征在于：所述驱动器内设有驱动电路，以及与驱动电路电连接的稳压电路。5.根据权利要求1所述的基于STM32的四自由度多控制模式搬运机械臂，其特征在于：所述舵机主要由舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计、伺服电机和驱动器，所述伺服电机的输出端连接有减速齿轮组，所述减速齿轮组的输出端连接有减速齿轮组，所述位置反馈电位计通过螺栓固定在减速齿轮组上，所述位置反馈电位计与驱动器电连接，所述驱动器与伺服电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李英量，周丽雯，陈媛，白博旭，董志伟，孙西瑶，蔡鹤鸣，朱琦，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：