三维网络围棋机器人机械手的单片机控制系统设计

更新时间：2020-02-08 22:34:01 大小：7M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：围棋机器人机械手单片机 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

通过三维网络围棋机器人与棋友对弈是一种新型的娱乐下棋方式，棋手们足不出门就可以远距离对弈，又沿袭了传统下棋方式的一些特点。棋手的动作包括提子、落子和移动棋子，这些运动参数通过网络传输给围棋机器人，由下棋机器人进行动作的模拟。在设计中如何选择机械手，降低成本，提高可靠性;如何控制机械手的动作，从而保证棋子的精确移位;如何与计算机网络通讯，传输运动参数显得尤为关键。为了满足上述要求，本设计对机械手的总体结构进行了方案设计，着重研究了三维网络围棋机器人机械手的单片机控制方法，改进后也能运用于其它棋种（包括国际象棋、中国象棋、跳棋等）。

本设计三维网络围棋机器人采用平面关节型机械手，其中大臂和小臂关节为回转关节，它的作用是控制电磁阀水平移动棋子;Z轴关节为移动关节，用于控制电磁阀上下移动（提子、落子）。设计中控制系统选择二级cpu结构，以下位机arm微处理器LM3S615为核心，与PC机通讯，按照位置参数控制平面关节直流电机，满足下棋机器人机械手的运动控制要求。

本设计下棋动作模拟过程中为了保证棋子的精确移位，必须准确控制平面关节电机启停、转动方向，精确控制它的转动速度和转动时间。为了解决这一技术难题，采用了标准D-H参数法，通过运动学分析给出了棋子移动时大小臂转动角度的计算公式，为转动速度的设置和转动时间的计算提供了依据;设计中通过安装在大臂和小臂电机上的红外光电开关，对大臂和小臂的光电脉冲计数，控制大臂和小臂的转动时间，由脉冲的周期计算电机的实际转速，再由单片机采用增量式PID算法计算PWM脉冲占空比，调整PWM输出脉宽，对电机精确调速，保证了机械手末端执行器（电磁阀）的精确移位。硬件设计单片机采用了Arm单片机LM3S615，它功耗小、成本低、执行速度非常快，拥有丰富的驱动库。程序设计时采用了有限状态机(FSM)技术，将机械手复杂的运动过程，描述为几个典型状态的转换，大大降低了编程的难度，减小了程序容量，提高了程序运行的可靠性。