CN105159196A - 一种机械手无线控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械手无线控制装置，包括ZigBee协调控制系统、ZigB？ee终端节点系统和PLC控制系统；ZigBee协调控制系统包括遥控器、通过数据线与遥控器连接的第一单片机以及通过数据线与第一单片机连接的ZigBee协调器，ZigBee终端节点系统包括与所述ZigBee协调控制系统包括连接的ZigBee终端节点、通过数据线与ZigBee终端节点连接的第二单片机、与第二单片机连接的电机驱动器、与电机驱动器连接的第一电机以及与第一电机连接的机械手操作按钮，PLC控制系统包括PLC、与PLC连接的继电器、与继电器连接的接触器、与接触器连接的第二电机以及与第二电机连接的机械手。其优点是：通过遥控器代替PC对机械手进行控制，使机械手的操作更加方便和使用环境更加广泛，且降低了成本。

Description

一种机械手无线控制装置
技术领域
本发明涉及机械手技术领域，具体讲是一种机械手无线控制装置。
背景技术
目前，机械手是在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。随着科学技术的不断发展，人们对机械手的应用越来越多，所以研究机械手具有重要的实际意义。而现有技术中对机械手的控制都是通过预先设置的程序完成相应动作，不能够灵活的使用，或者是通过PC进行有线或无线的控制，由于工厂的环境往往比较复杂，PC的控制有时会使机械手的应用受到较大的约束，有待进一步地改善。
发明内容
鉴于上述的缺陷，本发明的目的在于：提供一种机械手无线控制装置，方便控制机械手。
本发明的技术解决方案是：一种机械手无线控制装置，包括ZigBee协调控制系统、ZigBee终端节点系统和PLC控制系统；所述ZigBee协调控制系统包括遥控器、通过数据线与遥控器连接的第一单片机以及通过数据线与第一单片机连接的ZigBee协调器，所述ZigBee终端节点系统包括与所述ZigBee协调控制系统包括连接的ZigBee终端节点、通过数据线与ZigBee终端节点连接的第二单片机、与第二单片机连接的电机驱动器、与电机驱动器连接的第一电机以及与第一电机连接的机械手操作按钮，所述PLC控制系统包括PLC、与PLC连接的继电器、与继电器连接的接触器、与接触器连接的第二电机以及与第二电机连接的机械手。
进一步地，所述遥控器具有操作机械手的操作功能按键，遥控器通过控制第一单片机发送控制指令。
进一步地，所述第一电机为直流电机，所述第二单片机通过控制第一电机来控制机械手操作按钮，机械手操作按钮通过数据线与PLC的输入端连接。
进一步地，所述PLC的输出端与继电器连接，继电器闭合使继电器、接触器、第二电机的回路闭合，从而控制机械手的运动。
进一步地，所述ZigBee协调器的工作频率为2.4GHZ，ZigBee协调器与第一单片机的通信波特率为9600bit/s。
进一步地，所述ZigBee协调控制系统和ZigBee终端节点系统之间设有ZigBee路由节点，所述ZigBee协调器的输出端与ZigBee路由节点的输入端连接，所述ZigBee路由节点的输出端与ZigBee终端节点的输入端连接。
应用本发明所设计的一种机械手无线控制装置，其有益效果是：通过遥控器代替PC对机械手进行控制，使机械手的操作更加方便和使用环境更加广泛，且降低了成本。
附图说明
图1为本发明无ZigBee路由节点的结构框图；
图2为本发明有ZigBee路由节点的结构框图。
图中所示：1-ZigBee协调控制系统，11-遥控器，12-第一单片机，13-ZigBee协调器，2-ZigBee终端节点系统，21-ZigBee终端节点，22-第二单片机，23-电机驱动器，24-第一电机，25-机械手操作按钮，3-PLC控制系统，31-PLC，32-继电器，33-接触器，34-第二电机，35-机械手，4-ZigBee路由节点。
具体实施方式
为比较直观、完整地理解本发明的技术方案，现就结合本发明附图进行非限制性的特征说明如下：
如图1和图2所示，一种机械手无线控制装置，包括ZigBee协调控制系统1、ZigBee终端节点系统2和PLC控制系统3；ZigBee协调控制系统1包括遥控器11、通过数据线与遥控器11连接的第一单片机12以及通过数据线与第一单片机12连接的ZigBee协调器13，ZigBee终端节点系统2包括与所述ZigBee协调控制系统1包括连接的ZigBee终端节点21、通过数据线与ZigBee终端节点21连接的第二单片机22、与第二单片机22连接的电机驱动器23、与电机驱动器23连接的第一电机24以及与第一电机24连接的机械手操作按钮25，PLC控制系统3包括PLC31、与PLC31连接的继电器32、与继电器32连接的接触器33、与接触器33连接的第二电机34以及与第二电机34连接的机械手35。
遥控器11的输出端与第一单片机12的输入端连接，第一单片机12的输出端与ZigBee协调器13的输入端连接，ZigBee协调器13的输出端与ZigBee终端节点21的输入端连接，ZigBee终端节点21的输出端与第二单片机22的输入端连接，第二单片机22的输出端与电机驱动器23的输入端连接，电机驱动器23的输出端与第一电机24的输入端连接，第一电机24的输出端与机械手操作按钮25的输入端连接，机械手操作按钮25的输出端与PLC31的输入端连接，PLC31的输出端与继电器32的输入端连接，继电器32的输出端与接触器33的输入端连接，接触器33的输出端与第二电机34的输入端连接，第二电机34的输出端与机械手35的输入端连接。
遥控器11具有操作机械手35的操作功能按键(图中未示)，遥控器11通过控制第一单片机12发送控制指令。遥控器11上的每一个按键都与第一单片机12相对应的引脚通过数据线相连接。当选中遥控器11一个按键时，第一单片机12对应的引脚就由高电平变为低电平，第一单片机12的程序通过判断引脚的电平来发送相应的控制指令。
第一电机24为直流电机，第二单片机22通过控制第一电机24来控制机械手操作按钮25，机械手操作按钮25通过数据线与PLC31的输入端连接。第二单片机22程序对接收数据进行判断，执行相应的程序将信号传输给电机驱动器23，电机驱动器23根据信号来控制第一电机24的运转，通过第一电机24的运转来控制PLC31输入端的机械手操作按钮25。
PLC31的输出端与继电器32连接，继电器32闭合使继电器32、接触器33、第二电机34的回路闭合，从而控制机械手35的运动。PLC31输出端根据输入端执行相应的信号输出，使与之对应的继电器32进行闭合，使继电器32、接触器33、第二电机34构成的回路闭合，从而实现第二电机34的正反转，通过控制第二电机34来控制机械手35的运动。
ZigBee协调器13的工作频率为2.4GHZ，ZigBee协调器13与第一单片机12的通信波特率为9600bit/s。第二单片机22使用Arduino芯片，电机驱动板使用L298芯片，第一电机24采用微型直流电机，PLC控制系统3的继电器32采用12VDC的继电器32，PLC31采用三菱公司的PLC31。
作为本发明的一哥较佳实施方式，ZigBee协调控制系统1和ZigBee终端节点系统2之间设有ZigBee路由节点4，所述ZigBee协调器13的输出端与ZigBee路由节点4的输入端连接，ZigBee路由节点4的输出端与ZigBee终端节点21的输入端连接。如图1所示，在实际的应用中，遥控器11可以近距离的对机械手35进行控制，因此，可以将ZigBee路由节点4除去，节省成本且降低了丢包率，提高了系统的可靠性。而需要远距离控制时，如图2所示，在ZigBee协调器13和ZigBee终端节点21之间没有设置ZigBee路由节点4。
在使用本系统时，包括以下步骤：
(1)按下遥控器11的控制按键，使第一单片机12对应引脚的电平由高电平变为低电平，第一单片机12的程序根据引脚电平来执行相应的程序，执行完程序后将控制指令传给ZigBee协调器13；
(2)ZigBee终端节点21接收ZigBee协调器13发送的控制指令后，将控制指令传给第二单片机22；
(3)第二单片机22根据控制指令使电机驱动器23驱动第一电机24运动，第一电机24的运动控制PLC31输入端的机械手操作按钮25；
(4)PLC31输入端的机械手操作按钮25被按下后，PLC31对应的输出端的电压会发生变化，使得PLC31、继电器32构成一个回路，从而使得继电器32闭合。继电器32闭合后使得继电器32、接触器33、第二电机34以及三相电压(图中未示)构成了回路，接触器33通过换相来控制第二电机34的正反转，第二电机34的运动控制着机械手35的运动，从而使机械手35执行相应的操作。
本发明所设计的一种机械手无线控制装置，通过遥控器11代替PC对机械手35进行控制，使机械手35的操作更加方便和使用环境更加广泛，且降低了成本。通过对第一单片机12引脚电平的判断来发送相应的控制指令，使得发送控制指令变得更加简单。
当然，以上仅为本发明的较佳实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围，凡运用本发明说明书及图式内容所为之简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机械手无线控制装置，其特征在于：包括ZigBee协调控制系统、ZigBee终端节点系统和PLC控制系统；所述ZigBee协调控制系统包括遥控器、通过数据线与遥控器连接的第一单片机以及通过数据线与第一单片机连接的ZigBee协调器，所述ZigBee终端节点系统包括与所述ZigBee协调控制系统包括连接的ZigBee终端节点、通过数据线与ZigBee终端节点连接的第二单片机、与第二单片机连接的电机驱动器、与电机驱动器连接的第一电机以及与第一电机连接的机械手操作按钮，所述PLC控制系统包括PLC、与PLC连接的继电器、与继电器连接的接触器、与接触器连接的第二电机以及与第二电机连接的机械手。
2.根据权利要求1所述的一种机械手无线控制装置，其特征在于：所述遥控器具有操作机械手的操作功能按键，遥控器通过控制第一单片机发送控制指令。
3.根据权利要求2所述的一种机械手无线控制装置，其特征在于：所述第一电机为直流电机，所述第二单片机通过控制第一电机来控制机械手操作按钮，机械手操作按钮通过数据线与PLC的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的一种机械手无线控制装置，其特征在于：所述PLC的输出端与继电器连接，继电器闭合使继电器、接触器、第二电机的回路闭合，从而控制机械手的运动。
5.根据权利要求1所述的一种机械手无线控制装置，其特征在于：所述ZigBee协调器的工作频率为2.4GHZ，ZigBee协调器与第一单片机的通信波特率为9600bit/s。
6.根据权利要求1所述的一种机械手无线控制装置，其特征在于：所述ZigBee协调控制系统和ZigBee终端节点系统之间设有ZigBee路由节点，所述ZigBee协调器的输出端与ZigBee路由节点的输入端连接，所述ZigBee路由节点的输出端与ZigBee终端节点的输入端连接。
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