一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統的制作方法

本發明涉及機械手設計技術領域，具體涉及一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統及其制備方法。

背景技術：

機械手是在早期出現的古代機器人基礎上發展起來的，機械手的研究始于20世紀中期，美國于1947年開發了遙控機械手，1948年又開發了機械式的主從機械手。而日本是工業機器人發展最快，應用最多的國家，自1969年從美國引進兩種典型機械手后，開始大力從事機械手的研究，目前已成為世界上工業機械手(機器人)應用最多的國家之一。我國工業機械手的研究與開發始于20世紀70年代。1972年我國第一臺機械手開發于上海，隨之全國各省都開始研制和應用機械手。從第七個五年計劃(1986-1990)開始，我國政府將工業機器人的發展列入其中，并且為此項目投入的大量的資金，研究開發并且制造了一系列的工業機器人。

而隨著經濟的高速發展，人們生活節奏加快，人們對生活質量的要求不斷提高，安全舒適的工作環境便成為人們追求的生活目標，現在人們不單只是關心溫飽問題，對于那些要在高危工作和惡劣工作環境的人來說，改善工作環境，保護自身安全也成為人們現在最關心的事情。對于從事點焊、噴漆、檢查、裝配、搬運等工作的來說，有一個間接工作的傳動裝置，使他們遠離危險的工作和工作環境便成了人們不斷努力實現的目標。

同時隨著電子設備的普及化，單片機已經成為我們生活中不可或缺的東西。近至生活中有手機、冰箱、洗衣機、自動門、電梯，遠至太空中有飛船、衛星、航天飛機、火箭等等。由此可以看出生活中單片機控制隨處可見。所以為了改善那些高危工作以及惡劣的工作環境，基于單片機的搬運機械手就由 此產生了。

也由于機械手是自動化生產過程中發展起來的一種裝置。在現代生產過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產線中，它更加促進了機械手的發展，使得機械手能更好地實現與機械化和自動化的有機結合。現在機械人的研制和生產已成為高技術鄰域內，迅速發展起來的一門新興的技術。隨著網絡技巧的發展，機械手的聯網操作問題也是以后發展的方向，在國民經濟各領域有著廣闊的發展前景。機械手雖然還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用。我搬運機械已成為機械制造業發展最快的行業之一，年需求量在不斷的加大。

隨著我國經濟不斷地向前發展，工業化愈加規模化，但生產過程造中成人員傷亡的意外事故時有發生。而在人們的生活水平不斷提的高同時，健康也愈加成為人們要考慮的重要要素。鑒于此設計了這個基于單片機的機械手控制系統，目的是為了避免人們直接在高危和惡劣的工作環境中作業。而且現在單片機十分普及，然而現有技術中的單片機控制的搬運機械手還存在一定的缺陷，不如操作難度大、系統復雜、故障率高、成本高等，有待進一步地的完善。

涼茶是漢族中草藥植物性飲料的通稱，涼茶是將藥性寒涼和能消解人體內熱的中草藥煎水做飲料喝，以消除夏季人體內的暑氣，或治療冬日干燥引起的喉嚨疼痛等疾患隨著社會的發展及人們生活水平的不斷提高，涼茶的種類也不斷的增加，然而在現有技術中大多數涼茶飲品功能比較單一，只具有飲用止渴的作用，而且放入了大量對人體有害的添加劑，長期使用對人的健康造成了不利的影響。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足而提供操作簡單、性能穩定、生產成本低的一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統。

本發明為解決上述問題所采用的技術方案為：

本發明提供一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統，包括STC12C5A60S2單片機、無鎖按鍵單元、LCD12864顯示單元、機械手系統及輔助系統，根據實際操作需要通過所述按鍵單元輸入指定的控制信號，所述STC12C5A60S2單片機接收到信號并在內部處理完確認到具體功能之后輸出到機械手系統，所述機械手系統進行下降、向上、伸展、收縮、左轉、右轉、夾緊和松開操作任務，所述顯示屏上同步顯示當前操作步驟以及操作人的信息。

進一步地，所述無鎖按鍵單元通電開始后判斷是否有按鍵按下，當按鍵按下后會有一個高低電平的變化，單片機檢測到有高低電平的變換產生輸入信號，取出按鍵的值進而確定具體功能按鍵，控制機械手進一步實現的功能，并同步在顯示屏上顯示具體功能否則在在LCD中顯示空格。

進一步地，所述輔助系統包括定時計數器程序和延時程序，所述定時計數器程序設定定時計數器的工作方式，賦予其初值，然后設置中斷寄存器的初值，確定觸發定時器的條件，當其他程序符合調用條件時，啟動定時計數器，共同完成各種功能操作，所述延時程序上電開始后判斷是否有復位動作，沒有程序就延時100毫秒，有就延時20000毫秒，接著系統開始初始化。

進一步地，所述LCD12864顯示單元LCD采用串口驅動，系統上電后，系統就進行初始化設置，完成后顯示屏就會顯示學生的個人信息，當檢測到有按鍵按下之后，顯示屏就會顯示機械手對應的功能。

進一步地，所述機械手系統當有按鍵按下時，判斷按鍵的具體功能，根據按鍵的功能使對應舵機驅動對應的機械手，完成功能操作。

本發明的有益效果在于：

本發明提供的一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統操作簡單靈活，用戶通過按鍵配合單片機和LCD顯示系統，對機械手進行控制(包括下降，向上，伸展，收縮，左轉，右轉，夾緊，松開等)，用戶使用此機械手在高危工作和惡劣工作環境中間接工作，遠離危險和疾病，該系統操作簡單、成本低、使用便利，只要簡單的學習就可以操作此系統，容易上手，還有利于避免意外事故對人們造成的傷害，而且節約了人力成本，提高生產效率和經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統的總體電路圖；

圖2為本發明一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統的系統總體框圖；

圖3為本發明一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統的系統的工作流程圖；

圖4為本發明一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統的定時計數器流程圖；

圖5為本發明一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統的延時流程圖；

圖6為本發明一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統的LCD12684流程圖；

圖7為本發明一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統的機械手操作流程圖；

具體實施方式

下面結合附圖具體闡明本發明的實施方式，這些實施例的給出僅僅是為了說明的目的，并不能理解為對本發明的限定，包括附圖僅供參考和說明使用，不構成對本發明專利保護范圍的限制，因為在不脫離本發明的精神和范圍的基礎上，可以對本發明進行許多改變。

本發明提供一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統包括STC12C5A60S2單片機、無鎖按鍵單元、LCD12864顯示單元、機械手系統及輔助系統，根據實際操作需要通過所述按鍵單元輸入指定的控制信號，所述STC12C5A60S2單片機接收到信號并在內部處理完確認到具體功能之后輸出到機械手系統，所述機械手系統進行下降、向上、伸展、收縮、左轉、右轉、夾緊和松開操作任務，所述顯示屏上同步顯示當前操作步驟以及操作人的信息。

本實施例中，所述無鎖按鍵單元通電開始后判斷是否有按鍵按下，當按鍵按下后會有一個高低電平的變化，單片機檢測到有高低電平的變換產生輸入信號，取出按鍵的值進而確定具體功能按鍵，控制機械手進一步實現的功能，并 同步在顯示屏上顯示具體功能否則在在LCD中顯示空格。

如圖1和圖2所示，在本設計中STC12C5A60S2單片機起著核心的作用，根據實際操作需要通過按鍵單元輸入指定的控制信號，單片機接收到信號并在內部處理完確認到具體功能之后輸出到機械手系統，從而使機械手系統實現下降，向上，伸展，收縮，左轉，右轉，夾緊，松開等操作任務，并且在顯示屏上同步顯示當前操作步驟以及操作人的信息，上面的電路圖中八個按鍵的一端串聯在一起接地，另一端分別接單片機的P2.0到P2.7端口，從而實現功能信號的有效輸入，LCD采用串口驅動，4腳接P1.0實現串行的片選信號，5腳接P1.1實現串行的數據信號，6腳接P1.2實現串行的時鐘信號，1和20腳接地，2腳接電源，3和19腳間串接電源和兩個并行的固態電阻，使可以根據需要調節屏幕的對比度，15腳接P1.3選擇串口模式，17接P1.5起復位作用。單片機的20腳接地，40腳接電源，P0.0到P0.3接排阻后機械手系統的舵機，增強驅動機械手的能力，9腳接復位電路，起初始化單片機的作用，18和19腳接時鐘電路，產生供單片機各部分同步工作的時鐘信號。

整體系統的工作流程圖如3所示，當系統上電開始后，各功能模塊自動初始化，顯示屏顯示當前操作學生的個人信息，當有按鍵信號輸入時，單片機判斷它的具體功能后，發出輸出信息到相應的控制舵機，舵機控制機械手執行相應的動作，實現搬運動作，同時顯示屏顯示當前機械手的工作狀態。

如圖4所示本實施例中，所述輔助系統包括定時計數器程序和延時程序，所述定時計數器程序設定定時計數器的工作方式，賦予其初值，然后設置中斷寄存器的初值，確定觸發定時器的條件，當其他程序符合調用條件時，啟動定時計數器，共同完成各種功能操作，

void Time0_Init( )

{

TMOD＝0x01；

TH0＝(65535-1000)/256；//設置定時器初值

TL0＝(65535-1000)％256；//設置定時器初值

IE＝0x82；//中斷使能

P2M1＝0x00；

P2M0＝0xff；

P1M1＝0x00；

P1M0＝0xff；

TR0＝1； //打開定時計數器

如圖5所示所述延時程序上電開始后判斷是否有復位動作，沒有程序就延時100毫秒，有就延時20000毫秒，接著系統開始初始化，

void Delay_ms(unsigned int time)//毫秒延時函數

{

RST＝0；

delay(100)；

RST＝1；

delay(20000)；//延時

write_com(0x30)；//初始化

delay(50)；

write_com(0x0c)；//初始化

delay(50)；

}

如圖6所示本實施例中，所述LCD12864顯示單元LCD采用串口驅動，系統上電后，系統就進行初始化設置，完成后顯示屏就會顯示學生的個人信息，當檢測到有按鍵按下之后，顯示屏就會顯示機械手對應的功能，#define uchar unsigned char

如圖7所示本實施例中，所述機械手系統當有按鍵按下時，判斷按鍵的具體功能，根據按鍵的功能使對應舵機驅動對應的機械手，完成功能操作

本發明提供的一種基于單片機的搬運機械手運動控制系統操作簡單靈活，用戶可以通過按鍵配合單片機和LCD顯示系統，對機械手進行控制(包括下降，向上，伸展，收縮，左轉，右轉，夾緊，松開等)，用戶可以使用此機械手在高危工作和惡劣工作環境中間接工作，使自己遠離危險和疾病，該系統操作簡單、成本低、使用便利，用戶可以通過簡單的學習就可以操作此系統，非常容易上手，還有利于避免意外事故對人們造成的傷害，而且節約了人力成本，提高生產效率和經濟效益。

上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。