1、關(guān)節(jié)機器人、關(guān)節(jié)機器人、水下機器人、仿生機器人、擬人機器人、并行機器人、機器人控制系統(tǒng)、第一講的機器人控制系統(tǒng)配置(硬件)、中央控制器、信號處理放大器電路、驅(qū)動電路、執(zhí)行器圖等，比賽機器人控制系統(tǒng)的主要組成部分如下：中心控制器單籌碼驅(qū)動電路橋PWM速度控制電路執(zhí)行機構(gòu)直流伺服電動機信號處理電路光電隔離訪問電路傳感器光電傳感器光電傳感器、各種開關(guān)輸入輸出程序員、機器人擬人化類比、人類機器人大腦中心控制器感覺傳感器手和腳運動執(zhí)行機構(gòu)神經(jīng)和肌肉驅(qū)動放大和連接線路、中心控制器、操作和功能執(zhí)行控制節(jié)目、通過周邊電路控制執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行相關(guān)動作。根據(jù)傳感器的輸入信息判斷機器人的工作狀態(tài)，確定機器人的下一個動作

2、?？刂破黝愋停瑔位I碼微電腦，特征：結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟實惠。應(yīng)用節(jié)目：結(jié)構(gòu)簡單的機器人控制，嵌入式產(chǎn)業(yè)控制模塊，抗干擾功能，運算速度快，能適應(yīng)多種操作系統(tǒng)。應(yīng)用：復(fù)雜的機器人必須是計算能力更強的機器人。數(shù)字信號處理器(DSP)，特性：比微處理器更快、更實時，適用于嵌入式實時數(shù)字信號處理。應(yīng)用節(jié)目：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實時性高的機器人、專用運動控制器卡、獨立運動控制器卡、英國trio運動控制器卡、國產(chǎn)MPMAC05運動控制器卡、基于PC的運動控制器卡、PCI巴士運動控制器(國產(chǎn)PCI 208)、104巴士運動控制器卡功能和角色：機器人本身的狀態(tài)和外部信息狀態(tài)為機器人的下一步動作提供信息基礎(chǔ)。種類：機器人的傳感器

3、有多種茄子類型，但主要類型有4-5種。主要有光線傳感器、觸覺開關(guān)傳感器、超聲波探測器、溫度等傳感傳感器、電源檢測傳感器。光線傳感器、光線傳感器主要用于距離測量、目標(biāo)檢測和顏色識別?？梢杂米鳈C器人定位、巡邏、目標(biāo)檢測和識別傳感器。分布式光電傳感器激光傳感器、紅外光電傳感器、光纖傳感器、觸覺開關(guān)傳感器、觸覺開關(guān)主要用于機器人狀態(tài)檢測、近場目標(biāo)檢測等。有兩種非接觸式和接觸式。接觸式有微動開關(guān)、行程開關(guān)、制動器等。接觸行程開關(guān)，非接觸開關(guān)，電容式開關(guān)，電容器，電感等。上圖為電容式近接開關(guān)。感應(yīng)傳感器。溫度、壓力、速度、變位、加速度等各種物理量的檢測屬于位置傳感器。右圖主要用于測量電動機速度和角度位移的

4、增量編碼器、壓力傳感器、稱重傳感器、溫度傳感器、變位傳感器、扭矩傳感器、超聲波傳感器、測距超聲波傳感器、波恩或超聲波傳感器、超聲波傳感器。其作用是監(jiān)控電源，防止因電源檢測傳感器電源供應(yīng)設(shè)備的變化而引起的機器人故障。根據(jù)電源參數(shù)的變化，可以判斷機器人是否故障。主要是電流和電壓傳感器、霍爾電流傳感器、連接式電流傳感器、電壓傳感器、驅(qū)動放大器、作用：控制器發(fā)送的驅(qū)動信號的運算放大控制和驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。驅(qū)動器種類多種多樣。控制方法包括：閉環(huán)驅(qū)動器、瑞士MAX的閉環(huán)驅(qū)動器、自制驅(qū)動信號介面板、自制場效應(yīng)管驅(qū)動器(開環(huán))、放大設(shè)備、高功率電晶體、高功率場效應(yīng)管、固態(tài)繼電器、晶閘管、執(zhí)行器、執(zhí)行器電機的種類有

5、多種，常用的是直射式電動機、步進電動機、無刷電動機、普通交流直流電動機。各種電動機、交流伺服電動機、直流伺服電動機、各種電動機、步進電動機、無刷電動機、電源供應(yīng)設(shè)備、電源供應(yīng)設(shè)備包括各種電池、各種電源模塊和整流電源供應(yīng)設(shè)備。電池提供能源，模塊電源提供多種電壓，適配器完成交流到直流轉(zhuǎn)換。電池，鋰電池3:小壽命，放電平坦，鉛酸電池：體積大，放電不順暢，鎳氫電池：體積小，壽命長，放電順暢，電源供應(yīng)裝置，開關(guān)電源供應(yīng)裝置：小效率，模塊電源供應(yīng)裝置3330各種電機的控制方法也不同。馬達(dá)的控制主要是速度、方向、剎車、停止啟動等。電機的PWM調(diào)速、脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制是寬度調(diào)制技術(shù)。也就是說，通過調(diào)節(jié)

6、一系列脈沖寬度，可以平等地獲得所需電壓值(包括形狀和大小)。直流電動機調(diào)速原理，直流電動機由轉(zhuǎn)子和定子組成，定子可以是磁極或磁圈線。轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子電機添加的電壓Ua、Ua轉(zhuǎn)速V有關(guān)。如果附加電壓的極性發(fā)生變化，馬達(dá)就會反轉(zhuǎn)。因此，通過改變電動機電樞電壓連接和分離時間比率(即占用比率)控制電動機旋轉(zhuǎn)速度的方法稱為脈寬調(diào)制PWM。脈寬調(diào)制速度公式(平均速度):VD=Vmax * d VD -馬達(dá)平均速度Vmax全功率時速度(最大)d=t1/t -占空比，t1表示通電時間，t D1。Vd，與簡單周期T無關(guān)，直流電動機調(diào)速圖，VD和D與簡單周期T無關(guān)(與步進電動機的調(diào)速脈沖不同，步進電動機的速度與脈沖頻率

7、成正比)。如果d不變，則T越小，馬達(dá)速度越平滑。速度和占空比之間的關(guān)系，粉刷直流電動機控制，正向：SW1，SW4閉合反轉(zhuǎn)：SW2，SW3閉合制動：SW2，SW4閉合(或SW1，SW3閉合)滑動：SW1，SW2， 也就是說，開環(huán)脈寬調(diào)速系統(tǒng)包括：(1)雙限制器曹征，2)撥號開關(guān)，3)數(shù)字鍵盤，(2)脈寬發(fā)生器軟件編程，(3)驅(qū)動器TTL放大器電路，(4)電子開關(guān)的電晶體，場效應(yīng)管，晶閘管，電子開關(guān)占空比D=t1 /T，t1是通電時間，T2是斷電時間。有兩種茄子方法實現(xiàn)脈寬周期T=t1 T2占空比。1、軟件計數(shù)方法計算單位時間(t0)時，電源供應(yīng)時間t1計數(shù)N1=t1/t0，斷電時間T2計數(shù)N2=

8、T2/t0，脈沖輸出中高電平計數(shù)N1，低電平計數(shù)N2，輸出中可以這樣循環(huán)輸出。2、硬件系數(shù)法用硬件計數(shù)器進行計數(shù)，分別輸出高水平和低水平，這樣循環(huán)輸出。為了提高電機脈寬調(diào)速系統(tǒng)的精度，一般采用閉環(huán)脈寬調(diào)速系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)意味著基于開環(huán)系統(tǒng)增加電動機的速度檢測電路，將檢測到的速度與給定值進行比較，并由數(shù)字調(diào)節(jié)器(PID)調(diào)節(jié)。該方塊圖如左圖所示。，閉環(huán)速度圖表，步進電動機控制，結(jié)構(gòu)和工作原理，機構(gòu)：步進電動機是利用電磁鐵原理將脈沖信號轉(zhuǎn)換為線變位或角度位移的電動機。每當(dāng)傳記脈沖來的時候，馬達(dá)就會旋轉(zhuǎn)一個角度，使機器移動一個小距離。(威廉莎士比亞，傳記脈沖，傳記，傳記，傳記，傳記，傳記，傳記，電)，

9、特性：(1)給定脈沖，轉(zhuǎn)動步進角度。(2)通過控制脈沖頻率，可以控制電機速度。(3)改變脈沖順序，改變旋轉(zhuǎn)方向。反應(yīng)式步進電機的結(jié)構(gòu)通常根據(jù)勵磁方式大致分為三類茄子。1)反應(yīng)式：轉(zhuǎn)子為軟磁材料，無繞組，固定，轉(zhuǎn)子開口齒，步幅小。應(yīng)用最廣。2)永磁：轉(zhuǎn)子是永磁材料，轉(zhuǎn)子的極數(shù)=相當(dāng)大的定子極數(shù)，不開小齒，相位角度大，力矩大3)導(dǎo)航儀(混合式):轉(zhuǎn)子是永磁，兩段，小齒，混合反應(yīng)式和永磁優(yōu)點：轉(zhuǎn)矩結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，以反應(yīng)式為例，說明了步進電動機的結(jié)構(gòu)和原理，轉(zhuǎn)子打開小齒輪，轉(zhuǎn)子都是軟磁材料的小距離，反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)，工作方式，1，3相單三拍子，(1)三相繞組連接方式：Y型，3相單三拍子的特點：

10、(1)牙齒，(2)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈的電源供應(yīng)順序。改變電源供應(yīng)的順序可以改變方向。(3)工作流程，a相電源對齊轉(zhuǎn)子1，3齒和AA。B相通電，轉(zhuǎn)子2，4齒和B相軸對齊，基于A相電源位置旋轉(zhuǎn)30，打開C相電源，再旋轉(zhuǎn)30的這種方式，在三相繞組中一次只打開1相電源，循環(huán)周期共包含3個脈沖，因此稱為三相單三拍子。2，3相單雙6拍，3相繞組的電源順序為AABBBCCCAA共6拍。工作流程：a相電源，轉(zhuǎn)子1，3齒和a徐璐對齊。所以轉(zhuǎn)子移動到兩個磁張力平衡位置。與AA相比，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)了15。(1)BB磁場對2，4牙齒有磁力，使轉(zhuǎn)子順時針旋轉(zhuǎn)。A，B同時開機，(2)AA磁場繼續(xù)在1，3牙齒上張力?？?/p>

11、之，每個循環(huán)周期都有6茄子電源供應(yīng)狀態(tài)，所以3相6拍，步角為15。B上通電，轉(zhuǎn)子2，4齒，B相對對齊，旋轉(zhuǎn)15度。三相繞組的電源供應(yīng)順序為AB BC CA AB共3拍。當(dāng)操作方式為三相對三拍時，每次通過傳記脈沖時，轉(zhuǎn)子也返回到30，即S=30。以上三種茄子工作方式，三相雙三拍和三相單六拍比三相單三拍穩(wěn)定，經(jīng)常采用。應(yīng)用的步進電動機，實際使用的步進電動機的步進角度為3度和1.5度，步進角度越小，加工精度越高。為了產(chǎn)生小步長距離角，固定，轉(zhuǎn)子都是多齒制造的，圖中有40個轉(zhuǎn)子，精子仍有6個磁極，但每個磁極也有5個牙。轉(zhuǎn)子的齒距為360/40=9，齒寬，插槽4.5。旋轉(zhuǎn)，為了對齊精子的牙齒，精子極小的

12、牙齒，齒寬，槽，轉(zhuǎn)子是相同的。工作原理：假定是單個3位電源供應(yīng)工作方式。(1)A相通電時，定子A上5個小齒與轉(zhuǎn)子對齊。此時包括B相和A相空間差120，120/9=齒A相和C差240，240/9=狗齒。因此，A相轉(zhuǎn)子、精子的5個小牙齒對齊時，B相、C相、B相轉(zhuǎn)子、精子車1/3(3)、C相轉(zhuǎn)子、精子車2/3(6)不能對齊。如果操作方式變成3相6拍，每次通過傳記脈沖，轉(zhuǎn)子就只轉(zhuǎn)動1.5。步進電動機的旋轉(zhuǎn)方向仍由相序確定。同樣，打開C相電源，關(guān)閉3，(2)A相電源，打開B相電源，轉(zhuǎn)動1/3顆牙齒(3)，轉(zhuǎn)子就可以對齊B相轉(zhuǎn)子，精子。步進電動機控制、步進電動機驅(qū)動結(jié)構(gòu)圖表、步進電動機驅(qū)動電源主要由脈沖發(fā)

13、生器、脈沖分配器和脈沖放大器(也稱為功率放大器)組成。脈沖分配器脈沖分配器根據(jù)指示，將脈沖添加到每個相位繞組的功率放大器中，使電機以一定的邏輯關(guān)系工作，實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)和位置?，F(xiàn)有電路：門電路觸發(fā)器構(gòu)成集成電路。例如，CH205(CMOS)三相6位脈沖分布器、脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器是脈沖信號發(fā)生器，其持續(xù)變化從幾赫茲到幾十千赫茲。最常見的是由多諧振蕩器和單晶體管組成的兩種李莞振蕩器。趨勢：單籌碼控制步進電動機由單籌碼微機實現(xiàn)脈沖發(fā)生器脈沖分配器的功能。典型的微電腦控制步進電動機系統(tǒng)是計算機控制步進電動機所需的問題，如下圖所示。1)脈沖序列的生成2)方向速度控制3)節(jié)目設(shè)計，1，脈沖序列的生成脈沖序列

14、如圖所示。1)脈沖周期的實施脈沖周期=斷電時間。通電后，電腦輸出高電平打開，關(guān)閉。斷電后，電腦輸出低水平地斷開交換機。通電和斷電時間控制可以調(diào)整為計時器或軟件延遲。循環(huán)決定步進電動機的速度。決定占空比的功率。2)脈沖高度脈沖高度由分量、TTL級0 - 5V和CMOS級通常由0 - 10V確定。常用的介面電路大部分為0 - 5v。速度和方向控制、步進電動機的運行速度由繞組的傳記頻率決定。單籌碼微型計算機控制步進電動機速度的方法有兩種。1 .軟件延遲方法在每次更換后調(diào)用延遲子例程，并在延遲結(jié)束后運行更換子例程。反復(fù)發(fā)出一定頻率的步進脈沖，使馬達(dá)以一定速度運轉(zhuǎn)。通過改變延遲時間，可以改變輸出脈沖的頻率，從而調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速。2 .計時器延遲法各種單籌碼微型計算機有不同數(shù)量的籌碼計時器/計數(shù)器。加載計時器時，計時器溢出時會發(fā)出中斷信號，主節(jié)目停止運行，中斷服務(wù)程序運行，產(chǎn)生硬件延遲效果。將電動機整流子例程放在計時器中斷服務(wù)程序中，每次計時器中斷時，電動機都會改變一次，從而控制電動機的速度。方向控制部：可以改變通電順序。例如，單三拍ABC為正向，CBA為反轉(zhuǎn)，PCx=1傳導(dǎo)，相應(yīng)的繞組電源打開PCx=0閉合，相應(yīng)的繞組電源關(guān)閉(與上表中所述相同)，具有光間隙的步進電動機控制電路，無刷電動機控制，無刷傳感器