一种寻物机械手控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种寻物机械手控制系统，包括单片机单元（1）、超声波传感器模块（3）、红外对管传感器模块（4）、旋转舵机（5）、横向舵机（6）和纵向舵机（7）；单片机单元（1）的I/O口与超声波传感器模块（3）连接，单片机单元（1）的另外的I/O口与红外对管传感器模块（4）连接，旋转舵机（5）、横向舵机（6）和纵向舵机（7）分别与单片机单元不同的I/O口连接；电源模块（2）与单片机单元（1）的电源口连接，旋转舵机（5）、横向舵机（6）和纵向舵机（7）的输出与机械手（8）的不同关节连接，本实用新型解决了传统方法无法实现机械手自动工作的技术问题，达到了自动寻物，拿物，高效智能地技术效果；解决了传统机械手需用遥控或者人工控制，增加人力、效率低下，工作单一的技术问题。
【专利说明】
一种寻物机械手控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及智能寻物机械手技术领域，尤其涉及一种寻物机械手控制系统。
【背景技术】
[0002]工业机械手最早应用于汽车制造工业的，经常用于焊接工件、喷漆、上下物料和搬运物品。工业机械手增强和放大了人的手足还有大脑功能由于工业机械手的特殊性质，机械手能够在一些有危险、有害、有病毒、超低温和高温等非常恶劣的环境中做一些人类难以完成的工作，因此大大地增强和扩大了人类大脑和手足的功能。智能机械手可以代替人工来干一些对人有危害的一些事情，所以怎样智能、高效、智能地利用机械手来做一些工作已成为一项重要的课题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种寻物机械手控制系统，采用了单片机收集采集信号以及控制舵机的技术方法，解决了传统方法无法实现机械手自动工作的技术问题，达到了自动寻物，拿物，高效智能地技术效果;采用了超声波传感器来检测是否有东西的技术方法，解决了传统机械手需用遥控或者人工控制，增加人力、效率低下，工作单一的技术问题，达到了高效、智能自动找到物体的技术效果;采用以单片机为主控制器的自动智能化的系统，解决了控制装置简单，无需投入过多的人力、物力、财力并且做到了有些人工都不能做到的工作的技术问题，达到了高度自动化、稳定高效的技术效果。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:包括单片机单元、超声波传感器模块、红外对管传感器模块、旋转舵机、横向舵机和纵向舵机;单片机单元的I/O 口与超声波传感器模块连接，单片机单元的另外的I/O 口与红外对管传感器模块连接，旋转舵机、横向舵机和纵向舵机分别与单片机单元不同的I/o 口连接；电源模块与单片机单元的电源口连接，旋转舵机、横向舵机和纵向舵机的输出与机械手的不同关节连接；
[0005]进一步优化本技术方案，所述的单片机单元为STC12C5A60S2单片机，机械手为三关节型的机械手，电源模块为5V-3A的开关电源；
[0006]进一步优化本技术方案，所述的旋转舵机、横向舵机、纵向舵机都为JXH)1-622IMG型的舵机，旋转舵机的VCC 口与电源模块的正极VCC连接，GND 口与电源模块的负极GND连接，Pl.4 口与单片机单元的Pl.4口连接;横向舵机的VCC口与电源模块的正极VCC连接，GND口与电源模块的负极GND连接，P1.5 口与单片机单元的P1.5 口连接;纵向舵机的VCC 口与电源模块的正极VCC连接，GND口与电源模块的负极GND连接，Pl.6 口与单片机单元的Pl.6 口连接；
[0007]进一步优化本技术方案，所述的超声波传感器模块为HC-SR04的传感器;超声波传感器模块的VCC口与电源模块的正极VCC连接，GND 口与电源模块的负极GND连接，超声波传感器模块的TRIG 口与单片机单元的Pl.2连接，ECHO 口与单片机单元的Pl.3连接；
[0008]进一步优化本技术方案，所述的红外对管传感器模块为红外对管光电反射式传感器;其中红外对管传感器模块的VCC口连接电源模块的正极VCC端，GND 口连接电源模块的负极GND端，红外对管传感器模块的输出口与单片机单元的Pl.1连接。
[0009]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:1、使用STC12C5A60S2单片机作为主控单元，集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，具有独立的A/D转换和独立的PWM口，具有极高性能价格比；2、超声波传感器模块具有测距准确，反应速率快，能很快地将数据采集并且将信号送到单片机里；3、舵机可以随意选择旋转角度，准确度高，稳定性强，具有很高的准确性。
【附图说明】
[0010]图1是本系统内部结构图；
[0011]图2是单片机单元的接口图；
[0012]图3是舵机的接口图；
[0013]图4是超声波传感器模块的接口图；
[0014]图5是红外对管传感器模块的接口图。
[0015]图中，1、单片机单元;2、电源模块;3、超声波传感器模块;4、红外对管传感器模块；
5、旋转舵机;6、横向舵机;7、纵向舵机;8、机械手。
【具体实施方式】
[0016]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0017]【具体实施方式】:如图1-5所示，包括单片机单元1、超声波传感器模块3、红外对管传感器模块4、旋转舵机5、横向舵机6和纵向舵机7;单片机单元I的I /0 口与超声波传感器模块3连接，单片机单元I的另外的I/O 口与红外对管传感器模块4连接，旋转舵机5、横向舵机6和纵向舵机7分别与单片机单元I不同的I/O口连接；电源模块2与单片机单元I的电源口连接，旋转舵机5、横向舵机6和纵向舵机7的输出与机械手8的不同关节连接。
[0018]所述的单片机单元I为STC12C5A60S2单片机，机械手8为三关节型的机械手;所述的旋转舵机，电源模块2为5V-3A的开关电源;5、横向舵机6、纵向舵机7都为JXH)1-622IMG型的舵机，旋转舵机5的VCC 口与电源模块2的正极VCC连接，GND 口与电源模块2的负极GND连接，P1.4 口与单片机单元I的P1.4 口连接;横向舵机6的VCC 口与电源模块2的正极VCC连接，GND 口与电源模块2的负极GND连接，P1.5 口与单片机单元I的P1.5 口连接;纵向舵机7的VCC口与电源模块2的正极VCC连接，GND 口与电源模块2的负极GND连接，Pl.6 口与单片机单元I的Pl.6 口连接;所述的超声波传感器模块3为HC-SR04的传感器;超声波传感器模块3的VCC口与电源模块2的正极VCC连接，GND 口与电源模块2的负极GND连接，超声波传感器模块3的TRIG 口与单片机单元I的Pl.2连接，ECHO 口与单片机单元I的Pl.3连接;所述的红外对管传感器模块4为红外对管光电反射式传感器;其中红外对管传感器模块4的VCC 口连接电源模块2的正极VCC端，GND口连接电源模块2的负极GND端，红外对管传感器模块4的输出口与单片机单元I的Pl.1连接。
[0019]如图1，开始机械手8的旋转关节的旋转舵机5会一直旋转，当超声波传感器模块3检测到有物体时，这是会将信号给单片机单元I，单片机单元I会给旋转舵机5停止信号，此时超声波传感器模块3正对的方向就是物体方向，此时单片机单元I会给纵向舵机7—个脉冲信号使机械手8的爪子开始向物体靠近，当红外对管传感器模块4检测到物体与机械手8的爪子贴上时，此时红外对管传感器会给单片机单元I信号，单片机单元I会使纵向舵机7停止运动;然后单片机单元I会给横向舵机6—个脉冲信号，使其夹住物体;最后单片机单元I再控制纵向舵机6将物体抬起，同时运行旋转舵机5将物体放到指定位置。
[0020]图2为本系统的单片机单元1，使用STC12C5A60S2单片机作为主控制单元，集成了较大容量的存储器和丰富的硬件接口电路，它自带8位A/D口和PWM口，使用简单，具有极高的性价比。
[0021 ]图3为本系统的舵机接口电路，使用JXro1-6221MG型舵机速度快，扭力大，精确度高，配件齐全，并且耐用不易坏，方便操作。
[0022]图4为本系统的超声波传感器模块3，超声波传感器具有测距精准，测量精度高，稳定，反应速度快。
[0023]应当理解的是，本实用新型的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
【主权项】
1.一种寻物机械手控制系统，其特征在于:包括单片机单元(I)、超声波传感器模块(3)、红外对管传感器模块(4)、旋转舵机(5)、横向舵机(6)和纵向舵机(7);单片机单元(I)的I/O 口与超声波传感器模块(3)连接，单片机单元(I)的另外的I/O 口与红外对管传感器模块(4 )连接，旋转舵机(5 )、横向舵机(6 )和纵向舵机(7 )分别与单片机单元不同的I /0 口连接;电源模块(2 )与单片机单元(I)的电源口连接，旋转舵机(5 )、横向舵机(6 )和纵向舵机(7 )的输出与机械手(8)的不同关节连接。2.根据权利要求1所述的一种寻物机械手控制系统，其特征在于:单片机单元(I)为STC12C5A60S2单片机，机械手(8)为三关节型的机械手。3.根据权利要求1所述的一种寻物机械手控制系统，其特征在于:旋转舵机(5)、横向舵机(6 )、纵向舵机(7 )都为JXI3D1-6 22IMG型的舵机，旋转舵机(5 )的VCC 口与电源模块(2 )的正极VCC连接，GND 口与电源模块(2 )的负极GND连接，Pl.4 口与单片机单元(I)的Pl.4 口连接；横向舵机(6 )的VCC 口与电源模块(2 )的正极VCC连接，GND 口与电源模块(2 )的负极GND连接，P1.5 口与单片机单元(I)的P1.5 口连接;纵向舵机(7 )的VCC 口与电源模块(2 )的正极VCC连接，GND 口与电源模块(2)的负极GND连接，Pl.6 口与单片机单元(I)的Pl.6 口连接。4.根据权利要求1所述的一种寻物机械手控制系统，其特征在于:超声波传感器模块(3 )为HC-SR04的传感器;超声波传感器模块(3 )的VCC 口与电源模块(2 )的正极VCC连接，GND口与电源模块(2 )的负极GND连接，超声波传感器模块(3 )的TRIG 口与单片机单元(I)的P1.2连接，ECHO 口与单片机单元(I)的Pl.3连接。5.根据权利要求1所述的一种寻物机械手控制系统，其特征在于:红外对管传感器模块(4)为红外对管光电反射式传感器;其中红外对管传感器模块(4)的VCC口连接电源模块(2)的正极VCC端，GND 口连接电源模块(2)的负极GND端，红外对管传感器模块(4)的输出口与单片机单元(I)的Pl.1连接。
【文档编号】B25J9/16GK205497487SQ201620326937
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】韩华, 林立, 朱峰
【申请人】开封大学