舞蹈机械人直流电机和舵机电机驱动体例的阴谋部署

2020-11-16 21:10  来自: 本站 作者:原创 浏览次数:

  板滞人舞蹈竞赛是一项具有极强欣赏性和乐趣性的逐鹿。逐鹿规矩条件参赛机器人在有限的场合和时间内,团结音乐完竣举措。由于条目机械人既要裕如独揽场合,又不能超时和越界,于是,舞蹈滞板人集成了多学科前沿能力,它的打算涉及了机电一体化技艺、检测和传感本事、详细

  舞蹈古板人之因而能完成万种贯通的动作,在于它身体各举止部位都装有响应的动力源(驱动电机)。现在在舞蹈古板人中常用的电机有三类:直流电机、舵机和步进电机。个中直流电机功耗低、力矩大,常常用于合环控制体系;舵机支配准确、力矩较小;步进电机使用精准、功耗较大、力矩较小,每每用在开环使用体例•。按照上述比赛规矩前提,本文介绍的机械人选用了直流电机和舵机两类电机,文中核心告诉了这两类电机驱动体例的盘算门径。

  系统中,直流电机共有四途,分别用于刻板人底盘、头部的转动以及身材的升降,舵机有两路,用于花瓣敞开。本策动从实质动身对分别电机接收了分歧的驱动样子。舵机驱动电流仅十几微安,也许直接使用单片机端口举办驱动,而直流电机事情电流较大,瞬态电流切近1A,于是必要领受专用电机驱动芯片。其余由于接受了3V与7V两种规格的直流电机,此中7V直流电机驱动暗号直接选用驱动芯片输出,3V直流电机则需对驱动芯片输出作降压处置,于是,掌管芯片接收了Atmel公司的AT89C52单片机。图1是本驱动系统的旨趣框图。

  常见的信号绝交门径有光电耦合变压器息交等,本体例采取光电耦关方式对电机垄断暗号进行绝交•,以取缔仿效旗号对数字旗号的干扰。独霸的光耦型号为TLP521-2及TLP521-4。旗号隔绝最紧要的一点即是将数字与模拟或强电与弱电限度在供电上要举座隔绝,否则就不能到达实在理由上的拒却。实际中,光耦两侧掌握了两组差别的电源。本系统须要息交的暗号为舵机控制信号、直流电机启停暗记及其正/反转旗号。其已毕电路如图2所示。图中,VCC为光耦前的数字电路电源,VCC1是光耦后的数字电途电源,GND1是模拟地。

  由于舵机自己带电源(VCC)和地(GND)引脚,对其驱动只需给出专揽旗号即可,故可直接用单片机的端口作运用旗号线,因此硬件特殊明净,计划时惟有经验P0.0和P0.1用光耦拒绝输出便可直接操作两途舵机•,图2中的521-2即用于落成这片面本能。

  本体系共有四途直流电机,此中三道领受7V供电,一齐接纳3V供电,于是工作电流较大,瞬时价可达1A以上•,为此,计算被选用了SGS公司的L298系列芯片来完竣驱动。L298对照常见的是15脚Multi-watt封装的L298N,该芯片的额定工作电流为2A,内部搜罗4通途逻辑驱动电道,即一片可带两途直流电机,故该体例中安排了两片L298N。

  图3是两路电机的驱动电路,为了减省单片机的端口资源•,每路直流电机的正/展转灯号掌管线均体验一个反相器共用一条单片机口线 稳压模块

  由于本系统中3V直流电机的工作电流约为800mA,为了简化安排,提升资本,可能思考直接利用L298N来驱动,而L298N的输出电压约为VDD?系统中为+6V?,所以必定将其降至3V技艺直接驱动3V直流电机。本编制仅要求此直流电机单向转变•,故可接受稳压

  本体系是专为某型舞蹈呆笨人安排的,于是,软件的工作大限度是资历发送各式指令来驱动反响的电机以使其转动,从而已毕预定编排的舞蹈举动。直流电机、舵机的应用均选用PWM样子,软件野心本文不作详解。

  本系统在实际摆布中具有确凿性高、支配到位、抗干扰性强的特性,由其构成的舞蹈机械人曾在宇宙舞蹈滞板人大赛中一举夺冠。

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