一种凿岩机器人机械臂位姿数据采集方案设计

发布时间：2021-05-10 00:17

　　针对传统凿岩机器人机械臂位姿数据采集方案存在采集精度不高、抗干扰能力差等问题,提出了一种凿岩机器人机械臂位姿数据采集方案。采用绝对值编码器对机械臂位姿变化数据进行采集,并基于同步串行接口（SSI）差分输入、串行输出的设计方式完成编码器数据传输。选用复杂可编程逻辑器件（CPLD）作为控制器,微处理器（ARM）STM32F412作为系统处理核心,通过控制器局域网络（CAN）接口完成数据输出。实验结果表明:本方案具有良好的采集效果,机械臂末端位置信息在X方向、Y方向和Z方向上的最大误差为9.6020cm,最小误差为0.0920cm,满足隧道施工中偏差不得超过±1020cm的技术要求。该方案保证了采集系统的采集精度,提高了数据传输过程中的抗干扰能力。 

【文章来源】：河南科技大学学报(自然科学版). 2020,41(04)北大核心

【文章页数】：8 页

【文章目录】：
0 引言
1 总体方案设计
2 数据采集单元方案设计
    2.1 数据采集单元总体设计
    2.2 编码器采集模块设计
    2.3 SSI模块设计
    2.4 CPLD+ARM的设计
    2.5 CAN通信模块设计
3 实验结果与分析
    3.1 采集单元采集精度实验
    3.2 采集方案整体采集精度实验
4 结束语


【参考文献】：
期刊论文
[1]编码器原理与应用分析[J]. 赵映川.  无线互联科技. 2018(22)
[2]基于CPLD的光栅编码器信号采集系统[J]. 王青,俞建定,袁飞,周彬彬.  无线通信技术. 2016(04)
[3]采用SSI协议实现的绝对值编码器[J]. 王青,俞建定,袁飞,周彬彬.  微型机与应用. 2016(13)
[4]基于FPGA实现SSI接口绝对值编码器信号采集[J]. 郭赞,武彬,黄佳德,南永辉,刘浩平,陈涛.  大功率变流技术. 2015(06)
[5]基于FPGA的机械臂位置测量系统研究[J]. 张峰,杨剑锋,高锋阳.  制造业自动化. 2013(08)
[6]基于CAN总线的旋转编码器采集模块设计[J]. 徐婉,夏路易.  机械工程与自动化. 2012(03)
[7]基于CPLD的旋转编码器接口电路设计及应用[J]. 朱海洋,欧阳明星.  机电工程技术. 2009(05)
[8]SPI接口及其在数据交换中的应用[J]. 杨美刚,李小文.  通信技术. 2007(11)
[9]移动机器人的发展现状及其趋势[J]. 徐国华,谭民.  机器人技术与应用. 2001(03)

硕士论文
[1]基于CPLD的SSI协议绝对值编码器设计[D]. 王青.宁波大学 2017
[2]隧道凿岩机器人钻臂关键技术研究[D]. 胡家盈.西南交通大学 2016
[3]基于DSP的机械臂闭环控制方法的研究[D]. 孙永强.西安电子科技大学 2009



本文编号：3178298