基于ARM核處理器的機器人手臂控制系統
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1 系統結構
考慮到多機器人手臂的使用，整個機器人控制系統由上位機與多個下位機組成。下位機即是手臂控制器，每個下位機控制一個機械手臂的伸縮運動。上位機即為控制終端，通過不同配件組裝方式生成每個手臂的位置數據，并通過數據線傳輸給各個下位機，由下位機控制手臂到達目標位置并進行目標操作。整個系統的結構框圖如圖1所示。
1.1 機械結構
如圖2所示，手臂控制器的機械結構由直流減速電機、手臂、螺桿、減速齒輪、角度傳感器組成。機器人手臂與機械螺桿相連，螺桿與直流減速電機通過減速齒輪耦合，各個手臂控制器通過控制電機轉動來達到控制手臂位置的目的。同時，手臂控制器具有手動調節旋柄與螺桿相連，需要時可通過手動調節，改變手臂位置。
1.2 電路結構
手臂控制器由使用ARM內核的PHLIPS LPC2138系列微處理器控制，電路結構主要分為主控制模塊、測量反饋模塊和通信模塊，如圖3所示。通過主控制模塊控制電機狀態，通過測量反饋模塊得到螺桿移動距離和位置，在達到規定位置后停止電機。而通信模塊則完成與上位機之間的數據交換。
2 電機控制
電機控制由主控制模塊和測量反饋模塊共同完成。
2.1 主控制模塊
LPC2138引腳分配如表1所示。
主控制器使用PHLIPS LPC2138微處理器，其具有64個引腳，31個雙向I／O口，2個8路10們A／D轉換器，能夠進行電壓測量的工作，符合設計要求，其引腳分配如表1所示。電機使用RA-20GM-SD3 型直流減速電機，其減速箱的減速比達到了1／1000，在減速后，電機轉速為4.5+／-0.9 rpm，在與1／2減速齒輪組進一步耦合后，螺桿轉速為2.25 rpm，在所用螺桿齒距為1mm時，手臂移動述牢為3.75
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