CN106808471A - 一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统，包括STC12C5A60S2单片机、无锁按键单元、LCD12864显示单元、机械手系统及辅助系统，根据实际操作需要通过所述按键单元输入指定的控制信号，STC12C5A60S2单片机接收到信号并在内部处理完确认到具体功能之后输出到机械手系统，机械手系统进行下降、向上、伸展、收缩、左转、右转、夹紧和松开操作任务，显示屏上同步显示当前操作步骤以及操作人的信息，该系统操作简单、成本低、使用便利，只要简单的学习就可以操作此系统，容易上手，还有利于避免意外事故对人们造成的伤害，而且节约了人力成本，提高生产效率和经济效益。

Description

一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统

技术领域

本发明涉及机械手设计技术领域，具体涉及一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统及其制备方法。

背景技术

机械手是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手的研究始于20世纪中期，美国于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。而日本是工业机器人发展最快，应用最多的国家，自1969年从美国引进两种典型机械手后，开始大力从事机械手的研究，目前已成为世界上工业机械手(机器人)应用最多的国家之一。我国工业机械手的研究与开发始于20世纪70年代。1972年我国第一台机械手开发于上海，随之全国各省都开始研制和应用机械手。从第七个五年计划(1986-1990)开始，我国政府将工业机器人的发展列入其中，并且为此项目投入的大量的资金，研究开发并且制造了一系列的工业机器人。

而随着经济的高速发展，人们生活节奏加快，人们对生活质量的要求不断提高，安全舒适的工作环境便成为人们追求的生活目标，现在人们不单只是关心温饱问题，对于那些要在高危工作和恶劣工作环境的人来说，改善工作环境，保护自身安全也成为人们现在最关心的事情。对于从事点焊、喷漆、检查、装配、搬运等工作的来说，有一个间接工作的传动装置，使他们远离危险的工作和工作环境便成了人们不断努力实现的目标。

同时随着电子设备的普及化，单片机已经成为我们生活中不可或缺的东西。近至生活中有手机、冰箱、洗衣机、自动门、电梯，远至太空中有飞船、卫星、航天飞机、火箭等等。由此可以看出生活中单片机控制随处可见。所以为了改善那些高危工作以及恶劣的工作环境，基于单片机的搬运机械手就由此产生了。

也由于机械手是自动化生产过程中发展起来的一种装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。现在机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术。随着网络技巧的发展，机械手的联网操作问题也是以后发展的方向，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手虽然还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。我搬运机械已成为机械制造业发展最快的行业之一，年需求量在不断的加大。

随着我国经济不断地向前发展，工业化愈加规模化，但生产过程造中成人员伤亡的意外事故时有发生。而在人们的生活水平不断提的高同时，健康也愈加成为人们要考虑的重要要素。鉴于此设计了这个基于单片机的机械手控制系统，目的是为了避免人们直接在高危和恶劣的工作环境中作业。而且现在单片机十分普及，然而现有技术中的单片机控制的搬运机械手还存在一定的缺陷，不如操作难度大、系统复杂、故障率高、成本高等，有待进一步地的完善。

凉茶是汉族中草药植物性饮料的通称，凉茶是将药性寒凉和能消解人体内热的中草药煎水做饮料喝，以消除夏季人体内的暑气，或治疗冬日干燥引起的喉咙疼痛等疾患随着社会的发展及人们生活水平的不断提高，凉茶的种类也不断的增加，然而在现有技术中大多数凉茶饮品功能比较单一，只具有饮用止渴的作用，而且放入了大量对人体有害的添加剂，长期使用对人的健康造成了不利的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足而提供操作简单、性能稳定、生产成本低的一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：

本发明提供一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统，包括STC12C5A60S2单片机、无锁按键单元、LCD12864显示单元、机械手系统及辅助系统，根据实际操作需要通过所述按键单元输入指定的控制信号，所述STC12C5A60S2单片机接收到信号并在内部处理完确认到具体功能之后输出到机械手系统，所述机械手系统进行下降、向上、伸展、收缩、左转、右转、夹紧和松开操作任务，所述显示屏上同步显示当前操作步骤以及操作人的信息。

进一步地，所述无锁按键单元通电开始后判断是否有按键按下，当按键按下后会有一个高低电平的变化，单片机检测到有高低电平的变换产生输入信号，取出按键的值进而确定具体功能按键，控制机械手进一步实现的功能，并同步在显示屏上显示具体功能否则在在LCD中显示空格。

进一步地，所述辅助系统包括定时计数器程序和延时程序，所述定时计数器程序设定定时计数器的工作方式，赋予其初值，然后设置中断寄存器的初值，确定触发定时器的条件，当其他程序符合调用条件时，启动定时计数器，共同完成各种功能操作，所述延时程序上电开始后判断是否有复位动作，没有程序就延时100毫秒，有就延时20000毫秒，接着系统开始初始化。

进一步地，所述LCD12864显示单元LCD采用串口驱动，系统上电后，系统就进行初始化设置，完成后显示屏就会显示学生的个人信息，当检测到有按键按下之后，显示屏就会显示机械手对应的功能。

进一步地，所述机械手系统当有按键按下时，判断按键的具体功能，根据按键的功能使对应舵机驱动对应的机械手，完成功能操作。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统操作简单灵活，用户通过按键配合单片机和LCD显示系统，对机械手进行控制(包括下降，向上，伸展，收缩，左转，右转，夹紧，松开等)，用户使用此机械手在高危工作和恶劣工作环境中间接工作，远离危险和疾病，该系统操作简单、成本低、使用便利，只要简单的学习就可以操作此系统，容易上手，还有利于避免意外事故对人们造成的伤害，而且节约了人力成本，提高生产效率和经济效益。

附图说明

图1为本发明一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统的总体电路图；

图2为本发明一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统的系统总体框图；

图3为本发明一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统的系统的工作流程图；

图4为本发明一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统的定时计数器流程图；

图5为本发明一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统的延时流程图；

图6为本发明一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统的LCD12684流程图；

图7为本发明一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统的机械手操作流程图；

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，这些实施例的给出仅仅是为了说明的目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明的精神和范围的基础上，可以对本发明进行许多改变。

本发明提供一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统包括STC12C5A60S2单片机、无锁按键单元、LCD12864显示单元、机械手系统及辅助系统，根据实际操作需要通过所述按键单元输入指定的控制信号，所述STC12C5A60S2单片机接收到信号并在内部处理完确认到具体功能之后输出到机械手系统，所述机械手系统进行下降、向上、伸展、收缩、左转、右转、夹紧和松开操作任务，所述显示屏上同步显示当前操作步骤以及操作人的信息。

本实施例中，所述无锁按键单元通电开始后判断是否有按键按下，当按键按下后会有一个高低电平的变化，单片机检测到有高低电平的变换产生输入信号，取出按键的值进而确定具体功能按键，控制机械手进一步实现的功能，并同步在显示屏上显示具体功能否则在在LCD中显示空格。

如图1和图2所示，在本设计中STC12C5A60S2单片机起着核心的作用，根据实际操作需要通过按键单元输入指定的控制信号，单片机接收到信号并在内部处理完确认到具体功能之后输出到机械手系统，从而使机械手系统实现下降，向上，伸展，收缩，左转，右转，夹紧，松开等操作任务，并且在显示屏上同步显示当前操作步骤以及操作人的信息，上面的电路图中八个按键的一端串联在一起接地，另一端分别接单片机的P2.0到P2.7端口，从而实现功能信号的有效输入，LCD采用串口驱动，4脚接P1.0实现串行的片选信号，5脚接P1.1实现串行的数据信号，6脚接P1.2实现串行的时钟信号，1和20脚接地，2脚接电源，3和19脚间串接电源和两个并行的固态电阻，使可以根据需要调节屏幕的对比度，15脚接P1.3选择串口模式，17接P1.5起复位作用。单片机的20脚接地，40脚接电源，P0.0到P0.3接排阻后机械手系统的舵机，增强驱动机械手的能力，9脚接复位电路，起初始化单片机的作用，18和19脚接时钟电路，产生供单片机各部分同步工作的时钟信号。

整体系统的工作流程图如3所示，当系统上电开始后，各功能模块自动初始化，显示屏显示当前操作学生的个人信息，当有按键信号输入时，单片机判断它的具体功能后，发出输出信息到相应的控制舵机，舵机控制机械手执行相应的动作，实现搬运动作，同时显示屏显示当前机械手的工作状态。

如图4所示本实施例中，所述辅助系统包括定时计数器程序和延时程序，所述定时计数器程序设定定时计数器的工作方式，赋予其初值，然后设置中断寄存器的初值，确定触发定时器的条件，当其他程序符合调用条件时，启动定时计数器，共同完成各种功能操作，

void Time0_Init( )

{

TMOD＝0x01；

TH0＝(65535-1000)/256；//设置定时器初值

TL0＝(65535-1000)％256；//设置定时器初值

IE＝0x82；//中断使能

P2M1＝0x00；

P2M0＝0xff；

P1M1＝0x00；

P1M0＝0xff；

TR0＝1； //打开定时计数器

如图5所示所述延时程序上电开始后判断是否有复位动作，没有程序就延时100毫秒，有就延时20000毫秒，接着系统开始初始化，

void Delay_ms(unsigned int time)//毫秒延时函数

{

RST＝0；

delay(100)；

RST＝1；

delay(20000)；//延时

write_com(0x30)；//初始化

delay(50)；

write_com(0x0c)；//初始化

delay(50)；

}

如图6所示本实施例中，所述LCD12864显示单元LCD采用串口驱动，系统上电后，系统就进行初始化设置，完成后显示屏就会显示学生的个人信息，当检测到有按键按下之后，显示屏就会显示机械手对应的功能，#define ucharunsigned char

如图7所示本实施例中，所述机械手系统当有按键按下时，判断按键的具体功能，根据按键的功能使对应舵机驱动对应的机械手，完成功能操作

本发明提供的一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统操作简单灵活，用户可以通过按键配合单片机和LCD显示系统，对机械手进行控制(包括下降，向上，伸展，收缩，左转，右转，夹紧，松开等)，用户可以使用此机械手在高危工作和恶劣工作环境中间接工作，使自己远离危险和疾病，该系统操作简单、成本低、使用便利，用户可以通过简单的学习就可以操作此系统，非常容易上手，还有利于避免意外事故对人们造成的伤害，而且节约了人力成本，提高生产效率和经济效益。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统，其特征在于：包括STC12C5A60S2单片机、无锁按键单元、LCD12864显示单元、机械手系统及辅助系统，根据实际操作需要通过所述按键单元输入指定的控制信号，所述STC12C5A60S2单片机接收到信号并在内部处理完确认到具体功能之后输出到机械手系统，所述机械手系统进行下降、向上、伸展、收缩、左转、右转、夹紧和松开操作任务，所述显示屏上同步显示当前操作步骤以及操作人的信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统，其特征在于：所述无锁按键单元通电开始后判断是否有按键按下，当按键按下后会有一个高低电平的变化，单片机检测到有高低电平的变换产生输入信号，取出按键的值进而确定具体功能按键，控制机械手进一步实现的功能，并同步在显示屏上显示具体功能否则在在LCD中显示空格。

3.一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统的制备方法，其特征在于：所述辅助系统包括定时计数器程序和延时程序，所述定时计数器程序设定定时计数器的工作方式，赋予其初值，然后设置中断寄存器的初值，确定触发定时器的条件，当其他程序符合调用条件时，启动定时计数器，共同完成各种功能操作，所述延时程序上电开始后判断是否有复位动作，没有程序就延时100毫秒，有就延时20000毫秒，接着系统开始初始化。

4.一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统的制备方法，其特征在于：所述LCD12864显示单元LCD采用串口驱动，系统上电后，系统就进行初始化设置，完成后显示屏就会显示学生的个人信息，当检测到有按键按下之后，显示屏就会显示机械手对应的功能。

5.一种基于单片机的搬运机械手运动控制系统的制备方法，其特征在于：所述机械手系统当有按键按下时，判断按键的具体功能，根据按键的功能使对应舵机驱动对应的机械手，完成功能操作。