基于单片机控制的管道施工机械手控制系统研究

吴细煌

摘要：随着机械技术和计算机技术的不断发展，近几年机器人技术也有了质的飞越。目前我国在机械手方面的应用主要在机床的焊接、加工、锻造、制造等机械加工方面的领域，但是在工程机械领域方面机械手的品种、质量、数量级性能等还很难满足我国工业生产的发展需求，所以，机械手在工程机械领域的应用和扩展迫在眉睫。本文基于单片机控制的管道施工机械手控制系统进行了设计，并在此基础之上进行了分析和探讨。

关键词：单片机控制；管道施工；机械手控制

前言

管道施工机械手最早起源于美国一所大学的实验室，该实验室在21世纪之前就已经研究并开发出第一代的大型混凝土管道施工机械手。近几年，我国在对管道施工机械手进行研究的过程中也取得了一些比较显著的成绩。目前，我国对管道施工机械手的定位、结构、路径规划、参数优化等方面的研究比较多，但是基于单片控制的管道施工机械手方面的研究还比较欠缺。

1.单片机控制的管道施工机械手控制系统

1.1MSP430模块以及外围电路

MSP430模块以及外围电路主要使用的芯片有以下几种：MSP430、MAX232、74LS373。MSP430是编写程序和烧制程序的过程中所用到的一种单片机，上位PC机通过编写程序及汇编程序的方式烧制到MSP430之中，MSP430将控制输出的电压信号传输给A/D；MAX232芯片是下位单机片与上位PC机的通信接口这个部分还包括三个电容以及一个震荡电路；74LS373是数据地址的寄存器。

MSP430单片机是TI公司研发的新型产品，它的快闪微控制器的功耗非常低。MSP430待机电流为1.5uA/MHz，正常进行工作电压为3V，电流则小于350uA/MHz。正常工作的温度在﹣40℃～﹢80℃之间。MSP430单机片的外围模块主要包括16位定时器、基本定时器、I/O端口、ADC转换器、液晶显示驱动模块以及异步同步穿行通讯口。MSP430的RAM、ROM以及外围模块，都共用同一个空间进行寻址。对于Fsash型的MSP430单片机，内部还集成有1KB存放自举程序以及128B的信息存储器，数据以字节或字的方式进行访问，而代码储存器的访问则通过字的形式获取代码。

MSP430以及外围的硬件电路

2.1实验装置

MSP430以及外围电路模块主要由MSP430、MAX232、74LS373三個芯片组成；数据采集调理模块主要由四分频芯片、基准电源、非门芯片等三个部分组成；功率驱动主要由基准电源、DAC0832、功率放大电路等组成。

2.2结果分析

实验结果现实，在单片机进行控制的系统之下管道施工机械手可以按照预定的要求进行工作，完成指定的动作。由于将传感器安装于液压缸上，因此电压信号发生改变时，液压缸移动的信号会反馈给上位机，通过对控制程序进行改变的方式对液压缸的移动方向跟速度进行实时的控制。

3.结语

随着科技的不断发展与创新，实现单片机控制的管道施工机械手控制，无论是在工程机械领域，还是在机械加工方面都有着非常重要的意义。管道施工机械手控制作为一项新兴的技术领域，相关工作者应该加大对这方面的研究，促进该领域的快速有效发展。

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