機械手爪的單片機控制系統設計分析

周旺

摘 要：眾所周知，隨著我國社會市場主義經濟的高速發展，我國的工業得到了質的飛躍。工業生產中機械手爪的應用非常頻繁，機械手爪的單片機控制系統設計至關重要。本文主要介紹機械手爪的結構原理以及分析機械手爪的控制系統設計，最后提出機器手爪在工業生產中的具體應用。

關鍵詞：機械手爪；單片機；控制系統；應用

國民經濟的高速發展的社會背景下，我國的科學技術也在不斷發展。科學技術是我國的第一生產力，機械手爪與科學技術之間的關系是緊密聯系、息息相關的。今天，本文就以“機械手爪的單片機控制系統設計”為主題進行探析。首先，對機械手爪的結構原理進行簡單的概述。隨之，對機械手爪的單片機控制系統設計進行簡單分析。最后，結合以上來探索機器手爪在工業生產中的主要應用。

一、分析機械手爪的結構原理

很容易發現，此機械手爪的結構選用的是雙四連桿進行平行移動的一種外夾式轉動夾緊結構，特征顯示為兩個手指的結構。手爪進行展開、閉合的空間范圍比較大、重量比較輕、工作效率較高，具備高強度的特點。機械手爪的運動特征表現如下：首先采取直線形式進入到電機1的拉桿處，和套筒以及支架式共同使用一個軸，需要注意的是這個時候的支架其實是一個空軸的結構。隨后當電機1的拉桿進行拓展延伸的時候，手指會隨之向外展開。反之一樣，當電機1的拉桿進行收縮的時候，手指會隨之進行閉合，從而保障手指能夠正常進行展開、閉合的工作。當目標物體被夾住后，壓力傳感器2會自動檢查電機工作的運動情況。

二、機械手爪的單片機控制系統設計分析

1.機器手爪的單片機控制系統的工作原理

設計人員應該結合機器手爪的運動標準以及單片機的含義，設計出一個含有自動功能以及手動功能的步進電機伺服驅動系統，主要在設計過程中還需要把握好機器人手爪的閉合空間范圍，保障其能夠自動報警。步進電機伺服驅動系統示意圖，我們可以發現機器人手爪的單片機控制系統的工作原理。

2.機器爪的單片機控制系統的硬件設計

一般情況下，機器手爪的單片機控制系統的硬件結構是由運動部分、位置檢測部分、顯示通信部分以及功率放大部分共同組成的。本文設計選擇的單片機為MCS-51、步進電機為L298.步進電機L298里有四個通道的邏輯驅動電路，能夠直接將兩個直流電機驅動。步進電機L298還能夠將電感性負載進行驅動，從不同的腳下管進行驅動，從而能夠將電流接進，取得相應的電阻，最后構成一種電流傳感信號。除此之外，步進電機L298還能夠對其他腳下管入手，展開相應工作，步進電機的具體驅動電路連接如圖1所示：

3.機器手爪的單片機控制系統的軟件設計

一般情況下，機器手爪的單片機控制系統的軟件結構是由初始化部分、壓力檢測運動控制部分以及顯示通信部分共同組成的。機器手爪的單片機需要結合位置檢測部分得到的結果信息，來隨之了解到機器手爪的速度以及具體位置的準確信息，從而形成機器手爪的速度曲線，能夠有效控制機器手爪的位置。我們可以分析步進電機的脈沖分配、顯示其顯示方式以及系統程序設計的流程圖來進行機器手爪的單片機控制系統中的軟件設計部分，主要表現在以下兩個方面：

（1）步進電機的脈沖分配

一般情況下，步進電機進行脈沖分配可以采用軟件方法以及硬件方法。所謂軟件方法，其實就是指結合已知通電換向的順序來對步進電機的脈沖進行有效控制。圖四就是運用軟件方法的一個完整示意圖，通過單片機的四條線向驅動電路發出來控制脈沖。

顯示方式顯而易見，LED顯示器是常用的一種顯示器，其顯示方式分為動態與靜態。當LED顯示器顯示任何一個字母符號的時候，其對應的發光二極管就會出現導通或者是截止兩種不同的狀態。比如，當顯示器的A、B、C、D、E、F、G是導通狀態，H為截至狀態，顯示為零。

（2）系統程序設計的具體流程圖

三、機器手爪的單片機控制系統的具體應用

眾所周知，隨著國民經濟的高速發展，工業產業結構進行了優化升級。工業生產中高頻率運用到機器手爪，將其應用到負責存儲和取出零件的機器人身上。機器人能夠輕易將機器手爪接觸到目標零件，機器手爪結合電機的運動，能夠有效將目標物體夾緊。最后，機器手爪通過機器人手臂的運動軌跡，能夠將目標物體進行存儲取出。并且，通過調查機器手爪的具體使用情況，我們可以發現，機器手爪的單片機控制系統能夠有效應用到工業生產中，具備高可靠性、工作效率高以及操作簡單的優點。

四、結束語

綜上所述，機器手爪的單片機控制系統具備一些優勢，包含有硬件電路結構簡單容易理解、成本低、控制質量高以及可靠性高等。將其應用在工業生產中，能夠有效促進工業的進一步發展，操作方便，控制質量得以保障。

參考文獻

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