[发明专利]一种基于DSP的气动数据手套控制器

说明书

一种基于DSP的气动数据手套控制器，采用TMS320F2812芯片作为控制核心，扩展了A/D，D/A，D/O，串口和USB接口，并结合CCS集成环境和C语言完成了虚拟装配数据手套控制器，由D/O控制电磁开关阀的换向，以达到开关的目的，实现气囊的充放气。该控制器结构简单，操作方便，运行稳定，达到了方便、快速的要求。

技术领域

本发明涉及一种基于DSP的气动数据手套控制器，适用于机械领域。

背景技术

随着虚拟现实技术的不断发展，将触觉和力觉感知引人到虚拟环境中显得越来越重要，这就需要一种用于产生接触觉的人机交互接口设备能将力觉和触觉反馈给用户。目前国内外许多研究者研制了各种类型的力觉和触觉接口设备。哈尔滨工业大学气动技术中心研制了利用气动原理，实现与虚拟环境进行力觉和触觉交互的力反馈数据手套和气动触觉接口设备。

该系统硬件使用了A/D，D/A数据转换卡，并采用Matlab的Real Time Workshop(RTW)工具包进行了系统的控制开发。

当前，控制器解决方案主要有嵌入式系统和伺服控制卡2种Cal。嵌入式控制系统一般以控制箱为载体，利用RS232，1394，USB等接口接收控制指令，通过DSP(digitalsignal processor)，FPGA(field programmable gate array)和单片机等处理器来实现控制算法，需要设计者自己完成硬件、软件的构建，工作复杂但相对灵活；控制卡一般用于基于PC机的伺服控制系统构建，使用具有数字/模拟量转换、数字信号输入输出、编码器输入等功能的控制卡，通过在计算机中编写的控制软件来完成控制器的功能，这种方式具有很好的柔性，但仍需要利用计算机语言，如VB、C语言等来完成控制功能，其控制方法的选用和实时性受到了限制。

发明内容

本发明提出了一种基于DSP的气动数据手套控制器，采用TMS320F2812芯片作为控制核心，扩展了A/D，D/A，D/O，串口和USB接口，并结合CCS集成环境和C语言完成了虚拟装配数据手套控制器，由D/O控制电磁开关阀的换向，以达到开关的目的，实现气囊的充放气。

本发明所采用的技术方案是：

所述控制器中，霍尔传感器测得的角度信号，经调理电路处理后，由A/D采集转换，比例压力阀的阀控信号由上位机给出，经D/A转换后输出，实现气动人工肌肉供气的连续变化，由D/O控制电磁开关阀的换向，以达到开关的目的，实现气囊的充放气，人工肌肉的张力由力传感器测得，经调理电路放大后，由A/D端口采集转换后送至DSP处理。

所述控制器选用的D/A转换芯片是BURR-BROWN公司的DAC7611，DAC7611是12位串行输入数模转换器，1路输入输出，最大时钟频率为20MHz，固定的5V电源，而功耗只有2.5mW。

所述控制器采用中断方式编程，即软件部分由一个主程序和若干中断服务子程序组成，这些子程序包括定时A/D采样子程序、D/A输出子程序、D/O输出子程序、RS232通信子程序和USB通信子程序。

本发明的有益效果是：该控制器结构简单，操作方便，运行稳定，达到了方便、快速的要求。

附图说明

图1是本发明的控制器电路板模块图。

图2是本发明的硬件总体功能图。

图3是本发明的ADS8345与TM5320F2812接口电路图。

图4是本发明的D/A转换电路图。

图5是本发明的系统软件结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例本发明作进一步说明。