[发明专利]一种基于单片机的中风轮搬运机械手

说明书

一种基于单片机的中风轮搬运机械手，适用于机械控制领域。以微处理器STC89C52RC单片机为控制核心，完成了中风轮搬运机械手的电路控制系统设计，主要包括主控电路的设计，定义了相关的I/O口，完成了相关传感器的选型，详细设计了输入和输出电路，完成了系统的气动回路的设计。控制系统电路控制性能强，成本较低，设计的搬运机械手结构简单、易于实现，具有较高的实用价值,系统性能更加强大，可以能够稳定、准确完成搬运任务，及时处理故障，具有良好的实时性、稳定性和抗干扰性。

技术领域

本发明涉及一种基于单片机的中风轮搬运机械手，适用于机械控制领域。

背景技术

由于气动技术使用安全，可靠，低成本，结构简单，可以在多尘埃、强磁场、强辐射、振动、高温、易燃、易爆等场合下工作，气动技术广泛应用于半导体及家电行业，化肥和军事，食品和药品的包装，汽车制造业，机械制造业，电子IC及电器行业，装配、搬运、焊接机器人，精密仪器和军事上，制药和医疗器械上。随着气动技术的进一步发展，气动产品的种类越来越多，质量与性能不断提高，在自动化技术发达的国家，气动元件的产值己经快要赶超液压元件的产值。由于气动元件的单价比液压元件便宜，因此气动技术的使用范围己经超过了液压技术。目前，气动技术正朝着高速化、小型化、精密化、节能环保、无给油化、机电器一体化、轻量化、组合化、集成化、无菌化、智能化方向发展。阀岛技术、气动比例控制元件技术和气动伺服定位技术正在强有力的推动现代气动技术的发展，为现代气动技术的发展带来了极大的活力。

传统的机械手多采用的是电动伺服的驱动方式，这是因为电动伺服技术经历了长时间的发展，己经成为了非常成熟的技术。它的优点是定位精度非常高、响应速度快、具有灵活多变的控制方案、电信号处理方便和电源获取容易等。比较有代表性的是KUKA公司研发的6轴机器人KR1000TITAN。但是电机伺服驱动机械手有成本高的缺点，限制了它的使用范围，人们开始寻找新的、经济的驱动方式来驱动机械手，而气动驱动方式就是符合这一要求的驱动类型。

随着气动技术的不断发展，气动伺服定位技术己经可以实现无级调速和无级定位。传统的气缸使用底部固定缓冲、可调缓冲方式或者节流阀来实现气缸换向时的平稳过渡，而伺服定位气缸可以无级调速，能够达到最佳的缓冲效果和较快的运动速度，很大程度上减少了气缸的运动时间，实现了缩短生产节拍、提高生产效率的目标。气动伺服闭环定位系统的定位精度和伺服电机或步进电机比还是较低，但是它结构简单，抗干扰能力较强，无污染，成本低，因此具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明提供一种基于单片机的中风轮搬运机械手，以微处理器STC89C52RC单片机为控制核心，控制系统电路控制性能强，成本较低，设计的搬运机械手结构简单、易于实现，具有较高的实用价值,系统性能更加强大，可以能够稳定、准确完成搬运任务，及时处理故障，具有良好的实时性、稳定性和抗干扰性。

本发明所采用的技术方案是：

基于单片机的中风轮搬运机械手基于单片机的中风轮搬运机械手，完成了中风轮搬运机械手的电路控制系统设计，主要包括主控电路的设计，定义了相关的I/O口，完成了相关传感器的选型，详细设计了输入和输出电路，完成了系统的气动回路的设计。

所述系统电路中，单片机使用STC89C52RC，磁性开关是安装在气缸上用以检测气缸是否运动到位的传感器，行程开关是安装在转盘上用以检测转盘是否转动到位的传感器。功能按键主要用来设置机械手处于手动运行状态还是自动运行状态，处于手动运行状态下的机械手不受转盘上行程开关信号的影响。上述的信号都经过光耦隔离电路、三态缓冲器后输送到单片机中。缺料诊断装置信号指的是中风轮缺料缺陷诊断装置在判别中风轮是否合格之后发出的合格与不合格信号，中风轮缺料缺陷诊断装置的控制核心为3V单片机，为了防止3V单片机承受不了STC89C52RC的5V端口电压，因此增加一个三极管隔离电路，信号经过三级管隔离电路后进入单片机P1口。