HIT-DLRII靈巧手單手指的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、機(jī)器人靈巧手的驅(qū)動(dòng)與控制是機(jī)器人靈巧手研究的主要方向之一，它是提高其智能化水平和作業(yè)水平的重要因素。本文研究的HIT/DLRII靈巧手手指驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)對(duì)HIT/DLRII靈巧手的整體性能的提高有著重要的意義。
　　本課題是在哈工大機(jī)器人研究所與德宇航中心聯(lián)合研制的HIT/DLR靈巧手的基礎(chǔ)上進(jìn)行全面的改進(jìn)，根據(jù)靈巧手對(duì)手指底層驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)提出的具體要求，設(shè)計(jì)了基于FPGA的HIT/DLRII靈巧手手指驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。
　　本

2、文首先總體介紹了HIT/DLRII靈巧手手指系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能，主要包括基于模塊化設(shè)計(jì)的機(jī)械本體，采集手指位置、力矩信號(hào)的傳感器系統(tǒng)以及基于FPGA和DSP的電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
　　在硬件電路方面，詳細(xì)闡述了基關(guān)節(jié)單元的電氣系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。本著響應(yīng)快，功耗低的原則，通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)化模型的計(jì)算選取了合適的電路參數(shù)，并通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該驅(qū)動(dòng)電路的可行性。同時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸量的不同要求，分別設(shè)計(jì)

3、并實(shí)現(xiàn)了基關(guān)節(jié)單元與上位機(jī)之間、基關(guān)節(jié)單元與指節(jié)單元之間的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。在傳感器系統(tǒng)方面，位置傳感器采用集成化的霍爾芯片，使電路更加簡(jiǎn)化和緊湊。
　　在FPGA的可編程控制功能的實(shí)現(xiàn)中，完成了基關(guān)節(jié)單元電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)SOPC模塊化設(shè)計(jì)。采用Nios軟核處理器為核心、結(jié)合其它功能模塊,通過(guò)軟核處理器完成軟件控制算法,設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活、高性能的直流無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)。
　　最后，完成了基關(guān)節(jié)位置閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)。采用PD位置控制算