[发明专利]一种气动机械手控制系统

说明书

本发明机械手技术领域，具体地来讲为一种气动机械手控制系统，包括：DSP、FPGA模块、8通道A/D模块、16通道D/A模块以及电磁阀；其中DSP，用于信息采集与控制指令的发出；FPGA模块，用于DSP外接8通道A/D模块、16通道D/A模块的端口地址分配以及输出电磁阀的驱动信号；8通道A/D模块，接收压力应变桥隔离变送器传递的压力传感器采集的压力值进行转化后传递至DSP；16通道D/A模块，通过DSP驱动输出不同幅度的电压信号，将D/A输出端连接到比例阀控制输入端口，改变D/A输出电压值，控制比例阀输出压力，本发明通过DSP和FPGA取代了体积庞大的PLC控制系统，实现了20路电磁换向阀控制。

技术领域

本发明机械手技术领域，具体地来讲为一种气动机械手控制系统。

背景技术

气动机械手在教学中广泛使用，部分具备了人手的结构和功能特点，但是其传统控制系统通常采用PLC，导致控制系统体积庞大，而且不方便进行复杂控制算法的运用，不便于教学使用，影响了系统的推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种气动机械手控制系统，解决现有的PLC控制系统体积庞大，控制算法复杂的问题。

本发明是这样实现的，一种气动机械手控制系统，该系统包括：DSP、FPGA模块、8通道A/D模块、16通道D/A模块以及电磁阀；其中

DSP，用于信息采集与控制指令的发出；

FPGA模块，用于DSP外接8通道A/D模块、16通道D/A模块的端口地址分配以及输出电磁阀的驱动信号；

8通道A/D模块，接收压力应变桥隔离变送器传递的压力传感器采集的压力值进行转化后传递至DSP；

16通道D/A模块，通过DSP驱动输出不同幅度的电压信号，将D/A输出端连接到比例阀控制输入端口，改变D/A输出电压值，控制比例阀输出压力。

进一步地，所述8通道A/D模块采用TLV1570芯片，DSP的MCBSP串口0驱动1片TLV1570芯片，利用FPGA模块的DOUTD7端口通过VerilogHDL编程实现芯片的片选地址CS输出。

进一步地，所述16通道D/A模块采用2片并联的型号为TLV5631芯片的D/A转换器，利用DSP的MCBSP串口1驱动2片并联的TLV5631芯片的帧同步和串行数据收发，利用FPGA模块的DOUTD3、DOUTD5端口通过VerilogHDL编程实现2个芯片输出地址区分，通过DSP的XF引脚和FPGA模块的DOUTD1端口分时关断2个D/A转换器的时钟信号。

进一步地，所述电磁阀采用20路电磁阀驱动电路驱动，所述20路电磁阀驱动电路采用晶体管阵列控制电磁阀，电磁阀上并联二极管用于反电势灭弧保护。

进一步地，DSP 采用程序驱动通道D/A模块输出不同幅度的电压信号，利用示波器分别跟踪各个通道的波形及幅度显示均正常。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明通过DSP和FPGA取代了体积庞大的PLC控制系统，实现了20路电磁换向阀控制，16路10bit DAC精确控制比例阀电压从而控制气动机械手指的动作类型以及动作力度，利用8路10bit ADC采集指端触感压力传感器压力信号并且完成波形显示，提供机械手指的握力反馈信息，实现气动机械手的较精确控制。

利用DSP编程驱动16路D/A输出不同幅度的电压信号，利用示波器分别跟踪各个通道的波形及幅度显示均正常，将D/A输出端连接到比例阀控制输入端口，改变D/A输出电压值，比例阀输出压力工作正常。

用手指按压指端的压力传感器，利用示波器对A/D采集到的压力变送器输出电压信号进行检测，波形跟踪变化显示正常。