试验研究
现代制造工程（ModemManufacturingEngineering）
2011年第12期
利用dsPIC30F5013的气动灵巧手关节控制器设计
徐浩吉”，陈文彪”，王志恒”，杨庆华
（1浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室，杭州310014；
2东风日产柴汽车有限公司，杭州310022）
摘要：提出一种以dsPIC30F5013数字信号控制器为核心的气动灵巧手关节控制器的设计方案，包括硬件结构和系统软件设计。该控制器采用AS5045位置传感器和电/气比例阀内置传感器作为反馈装置，实现双闭环控制，以提高气动灵巧手关节控制精度。控制器通过键盘和上位机信号输入两种方式，使得在保持与上位机实时联系的同时也能够独立完成对灵巧手关节的控制，从而减轻上位机的负荷。目前该控制器已成功用于气动灵巧手的控制，并取得了良好的应用效果。
关键词：气动柔性驱动器；dsPIC30F5013数字信号控制器：气动灵巧手；关节控制器
中图分类号：TP391;TH16文献标志码：A文章编号：1671—3133(2011)12—0014—04
JointcontrollerforpneumaticdexteroushandbasedondsPIC3oF5013
XU Hao-ji',CHEN Wen-biao",WANG Zhi-heng',YANG Qing-hua
(1TheMinistry of EducationKey Laboratory of Mechanical Manufacture and Automation,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014, China; 2 Dongfeng Nissan Diesel Motor Co. Lid., Hangzhou 310022,China)
Abstract:A design of joint controller for pneumstic dexterous hand,which includes hardware architecture and sofware program, is designed by using dsPIC30F5013 as the processing core, This controller adopts AS5045 position sensor and electricity/gas ratio valve built-in sensors as feedback devices,which can realize and enhance the control precision of pneumatic dexterous hand, Con-troller uses in two ways of the keyboard and the PC for signal input, maintains real-time contact with PC while also controls the dexterous hand independently,so can reduce the load of PC, The controller has been successfully used in pneumatic dexterous hand,and achieved good effect.
Key words flexible pneumatie actuator;dsPIC30F5013;pneumatie dexterous hand;joint controller
引言 0
针对气动灵巧手关节向小型化、柔顺性和灵活性方向发展的特点，浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室提出一种新型的气动柔性驱动器(Flexible Pneumatic Actuator,FPA)[1-3)。而基于 FPA 的气动灵巧手作为机器人与环境相互作用的最后执行部件，对机器人作业水平的提高具有十分重要的作用。由于人们对机器人末端执行器工作能力有了新的要求，所以对末端执行器的控制系统也有了更高的要求。传统的控制系统一般采用单片机或计算机作为主控制器，其功耗和体积较大，处理速度较慢，接口
功能有限，不适合于灵巧手的嵌人式、低功耗应用。另外，对于气动灵巧手控制器，需要处理的数据量很大，包括传感器数据采集滤波、A/D采样计算和数据反馈处理等任务。Microchip公司的dsPIC30F5013数字信号控制器可以弥补传统控制器的缺点，满足关节控制的要求。本文以dsPIC30F5013为控制器，设计了一个低功耗、小体积且具有丰富外设接口的气动灵巧手关节控制器。
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系统结构
本文控制对象是基于气动柔性驱动器FPA的
ZJUT气动灵巧手，该手由五个手指和一个手掌组成，
：国家自热科学基金项目（51075363）；国家863高技术研究发展计划项目（2009AA04Z209）；浙江省自然科学基金杰出青年团队项目
(R1090674) 14
万方数据