机械手爪的单片机控制系统设计分析

周旺

摘 要：众所周知，随着我国社会市场主义经济的高速发展，我国的工业得到了质的飞跃。工业生产中机械手爪的应用非常频繁，机械手爪的单片机控制系统设计至关重要。本文主要介绍机械手爪的结构原理以及分析机械手爪的控制系统设计，最后提出机器手爪在工业生产中的具体应用。

关键词：机械手爪；單片机；控制系统；应用

国民经济的高速发展的社会背景下，我国的科学技术也在不断发展。科学技术是我国的第一生产力，机械手爪与科学技术之间的关系是紧密联系、息息相关的。今天，本文就以“机械手爪的单片机控制系统设计”为主题进行探析。首先，对机械手爪的结构原理进行简单的概述。随之，对机械手爪的单片机控制系统设计进行简单分析。最后，结合以上来探索机器手爪在工业生产中的主要应用。

一、分析机械手爪的结构原理

很容易发现，此机械手爪的结构选用的是双四连杆进行平行移动的一种外夹式转动夹紧结构，特征显示为两个手指的结构。手爪进行展开、闭合的空间范围比较大、重量比较轻、工作效率较高，具备高强度的特点。机械手爪的运动特征表现如下：首先采取直线形式进入到电机1的拉杆处，和套筒以及支架式共同使用一个轴，需要注意的是这个时候的支架其实是一个空轴的结构。随后当电机1的拉杆进行拓展延伸的时候，手指会随之向外展开。反之一样，当电机1的拉杆进行收缩的时候，手指会随之进行闭合，从而保障手指能够正常进行展开、闭合的工作。当目标物体被夹住后，压力传感器2会自动检查电机工作的运动情况。

二、机械手爪的单片机控制系统设计分析

1.机器手爪的单片机控制系统的工作原理

设计人员应该结合机器手爪的运动标准以及单片机的含义，设计出一个含有自动功能以及手动功能的步进电机伺服驱动系统，主要在设计过程中还需要把握好机器人手爪的闭合空间范围，保障其能够自动报警。步进电机伺服驱动系统示意图，我们可以发现机器人手爪的单片机控制系统的工作原理。

2.机器爪的单片机控制系统的硬件设计

一般情况下，机器手爪的单片机控制系统的硬件结构是由运动部分、位置检测部分、显示通信部分以及功率放大部分共同组成的。本文设计选择的单片机为MCS-51、步进电机为L298.步进电机L298里有四个通道的逻辑驱动电路，能够直接将两个直流电机驱动。步进电机L298还能够将电感性负载进行驱动，从不同的脚下管进行驱动，从而能够将电流接进，取得相应的电阻，最后构成一种电流传感信号。除此之外，步进电机L298还能够对其他脚下管入手，展开相应工作，步进电机的具体驱动电路连接如图1所示：

3.机器手爪的单片机控制系统的软件设计

一般情况下，机器手爪的单片机控制系统的软件结构是由初始化部分、压力检测运动控制部分以及显示通信部分共同组成的。机器手爪的单片机需要结合位置检测部分得到的结果信息，来随之了解到机器手爪的速度以及具体位置的准确信息，从而形成机器手爪的速度曲线，能够有效控制机器手爪的位置。我们可以分析步进电机的脉冲分配、显示其显示方式以及系统程序设计的流程图来进行机器手爪的单片机控制系统中的软件设计部分，主要表现在以下两个方面：

（1）步进电机的脉冲分配

一般情况下，步进电机进行脉冲分配可以采用软件方法以及硬件方法。所谓软件方法，其实就是指结合已知通电换向的顺序来对步进电机的脉冲进行有效控制。图四就是运用软件方法的一个完整示意图，通过单片机的四条线向驱动电路发出来控制脉冲。

显示方式显而易见，LED显示器是常用的一种显示器，其显示方式分为动态与静态。当LED显示器显示任何一个字母符号的时候，其对应的发光二极管就会出现导通或者是截止两种不同的状态。比如，当显示器的A、B、C、D、E、F、G是导通状态，H为截至状态，显示为零。

（2）系统程序设计的具体流程图

三、机器手爪的单片机控制系统的具体应用

众所周知，随着国民经济的高速发展，工业产业结构进行了优化升级。工业生产中高频率运用到机器手爪，将其应用到负责存储和取出零件的机器人身上。机器人能够轻易将机器手爪接触到目标零件，机器手爪结合电机的运动，能够有效将目标物体夹紧。最后，机器手爪通过机器人手臂的运动轨迹，能够将目标物体进行存储取出。并且，通过调查机器手爪的具体使用情况，我们可以发现，机器手爪的单片机控制系统能够有效应用到工业生产中，具备高可靠性、工作效率高以及操作简单的优点。

四、结束语

综上所述，机器手爪的单片机控制系统具备一些优势，包含有硬件电路结构简单容易理解、成本低、控制质量高以及可靠性高等。将其应用在工业生产中，能够有效促进工业的进一步发展，操作方便，控制质量得以保障。

参考文献

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