6dof并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種6DOF并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器，包括陀螺儀模塊、三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、中央控制模塊和RS232通訊模塊，所述陀螺儀模塊和三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊均與信號(hào)調(diào)理電路的輸入端連接，所述信號(hào)調(diào)理電路的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與中央控制模塊連接，所述RS232通訊模塊與中央控制模塊連接。該6DOF并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電動(dòng)缸的位移進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)六自由實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)采用ARM體系結(jié)構(gòu)處理器，利用其STM32進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和處理，降低了檢測(cè)成本，也使得接線簡(jiǎn)單化。
【專利說明】 6D0F并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種6DOF并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器。

【背景技術(shù)】
[0002]在六自由度并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)應(yīng)用于實(shí)際工況路譜測(cè)試試驗(yàn)中，六自由度并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)行過程中，平臺(tái)的橫滾角、俯仰角、航向角的實(shí)際變化和電動(dòng)缸的位移變化，是實(shí)驗(yàn)中的重要參數(shù)。如何準(zhǔn)確、有效的測(cè)量，是檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效果的重要環(huán)節(jié)。原有的測(cè)量方法，采用單獨(dú)的陀螺儀傳感器模塊和串口通信，從而成本過高，線路較多。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:為了克服現(xiàn)有技術(shù)六自由度并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的檢測(cè)成本過高、接線復(fù)雜的不足，提供一種能夠準(zhǔn)確采集六自由度并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程中橫滾角、俯仰角、航向角的實(shí)際變化和電動(dòng)缸的位移變化，對(duì)陀螺儀采用IIC通信，減少串口的應(yīng)用，并且成本較低和接線減少的6DOF并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種6DOF并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器，包括陀螺儀模塊、三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、中央控制模塊和RS232通訊模塊，所述陀螺儀模塊和三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊均與信號(hào)調(diào)理電路的輸入端連接，所述信號(hào)調(diào)理電路的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與中央控制模塊連接，所述RS232通訊模塊與中央控制模塊連接。
[0005]具體地，所述中央控制模塊上還連接有SW調(diào)試模塊、片選模塊和光耦隔離模塊，所述SW調(diào)試模塊與中央控制模塊的數(shù)據(jù)下載端口連接，所述光耦隔離模塊與中央控制模塊的輸出端口連接
[0006]具體地，所述SW調(diào)試模塊采用SW調(diào)試模式，所述片選模塊的型號(hào)為MC74HC245ADW，所述光耦隔離模塊的型號(hào)為TLP181。
[0007]具體地，所述信號(hào)調(diào)理電路包括濾波電路和放大電路，所述放大電路中的運(yùn)算放大器采用INA159芯片。
[0008]具體地，所述中央控制模塊采用ARM處理器，所述ARM處理器采用STM32F103RBT6芯片。
[0009]具體地，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊采用ADS8364芯片，所述陀螺儀模塊采用MPU6050芯片，所述三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊采用HMC5883L芯片。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是，該6DOF并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電動(dòng)缸的位移進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)六自由實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)采用ARM體系結(jié)構(gòu)處理器，利用其STM32進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和處理，降低了檢測(cè)成本，也使得接線簡(jiǎn)單化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0012]圖1是本實(shí)用新型6DOF并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器的電路原理圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型6DOF并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器的A/D轉(zhuǎn)換模塊的電路連接原理圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型6DOF并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器的陀螺儀模塊的電路連接原理圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型6DOF并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器的三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊的電路連接原理圖；
[0016]圖中:1.陀螺儀模塊，2.三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊，3.信號(hào)調(diào)理電路，4.A/D轉(zhuǎn)換模塊，5.RS232通訊模塊，6.中央控制模塊，7.SW調(diào)試模塊，8.片選模塊，9.光耦隔離模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0017]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0018]如圖1-圖4所示，一種6DOF并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器，包括陀螺儀模塊1、三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊2、信號(hào)調(diào)理電路3、A/D轉(zhuǎn)換模塊4、中央控制模塊6和RS232通訊模塊5，所述陀螺儀模塊1和三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊2均與信號(hào)調(diào)理電路3的輸入端連接，所述信號(hào)調(diào)理電路3的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換模塊4與中央控制模塊6連接，所述RS232通訊模塊5與中央控制模塊6連接。
[0019]具體地，所述中央控制模塊6上還連接有SW調(diào)試模塊7、片選模塊8和光耦隔離模塊9，所述SW調(diào)試模塊7與中央控制模塊6的數(shù)據(jù)下載端口連接，所述光耦隔離模塊9與中央控制模塊6的輸出端口連接
[0020]具體地，所述SW調(diào)試模塊7采用SW調(diào)試模式，所述片選模塊8的型號(hào)為MC74HC245ADW，所述光耦隔離模塊9的型號(hào)為TLP181。
[0021]具體地，所述信號(hào)調(diào)理電路3包括濾波電路和放大電路，所述放大電路中的運(yùn)算放大器采用INA159芯片。
[0022]具體地，所述中央控制模塊6采用ARM處理器，所述ARM處理器采用STM32F103RBT6 芯片。
[0023]具體地，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊4采用ADS8364芯片，所述陀螺儀模塊1采用MPU6050芯片，所述三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊2采用HMC5883L芯片。
[0024]該采集器通過陀螺儀模塊1采集六自由度并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的三軸角速度和三軸加速度數(shù)據(jù)，通過三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊2采集六自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)傳送至信號(hào)調(diào)理電路3，由信號(hào)調(diào)理電路3完成對(duì)弱電信號(hào)的濾波和放大，然后再將調(diào)理后的信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換模塊4進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后由中央控制模塊6的ARM處理器將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的位移和壓力變化值，并通過RS232通訊模塊將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器。
[0025]其中中央控制模塊6的ARM處理器主要用來對(duì)A/D轉(zhuǎn)換模塊4的A/D采樣電路進(jìn)行時(shí)序控制，并且完成對(duì)六自由度并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)測(cè)試試驗(yàn)中的橫滾角、俯仰角、航向角和電動(dòng)缸的位移變化等參數(shù)的計(jì)算，完成數(shù)據(jù)傳輸。
[0026]SW調(diào)試模塊主要是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)ARM處理器程序的下載和調(diào)試。
[0027]片選模塊8主要是用于ARM處理器的12路輸入的選擇。
[0028]光耦隔離模塊9主要是用于對(duì)信號(hào)的隔離，起到保護(hù)作用。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該6DOF并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電動(dòng)缸的位移進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)六自由實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)采用ARM體系結(jié)構(gòu)處理器，利用其STM32進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和處理，降低了檢測(cè)成本，也使得接線簡(jiǎn)單化。
[0030]以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種6D0F并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，包括陀螺儀模塊(I )、三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊(2 )、信號(hào)調(diào)理電路(3 )、A/D轉(zhuǎn)換模塊(4)、中央控制模塊(6 )和RS232通訊模塊(5)，所述陀螺儀模塊(I)和三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊(2)均與信號(hào)調(diào)理電路(3)的輸入端連接，所述信號(hào)調(diào)理電路(3)的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換模塊(4)與中央控制模塊(6)連接，所述RS232通訊模塊(5 )與中央控制模塊(6 )連接。
2.如權(quán)利要求1所述的6D0F并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述中央控制模塊(6)上還連接有SW調(diào)試模塊(7)、片選模塊(8)和光耦隔離模塊(9)，所述SW調(diào)試模塊(7)與中央控制模塊(6)的數(shù)據(jù)下載端口連接，所述光耦隔離模塊(9)與中央控制模塊(6)的輸出端口連接 如權(quán)利要求2所述的6D0F并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述SW調(diào)試模塊(7)采用SW調(diào)試模式，所述片選模塊(8)的型號(hào)為MC74HC245ADW，所述光耦隔離模塊(9)的型號(hào)為TLP181。
3.如權(quán)利要求1所述的6D0F并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述信號(hào)調(diào)理電路(3)包括濾波電路和放大電路，所述放大電路中的運(yùn)算放大器采用INA159芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的6D0F并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述中央控制模塊(6)采用ARM處理器，所述ARM處理器采用STM32F103RBT6芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的6D0F并聯(lián)機(jī)器人高精度數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊(4)采用ADS8364芯片，所述陀螺儀模塊(I)采用MPU6050芯片，所述三軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊(2)采用HMC5883L芯片。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK204241912SQ201420773034
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】王清品, 羅印升, 朱留存, 宋偉, 陳太洪 申請(qǐng)人:江蘇理工學(xué)院