基于atmega16的六自由度果实采摘机械手控制系统____论文.doc

国内图书分类号： 密级： 国际图书分类号： 学号：707499 学 位 论 文 基于ATmega16的六自由度果实采摘机械手控制系统的设计 导师姓名： 教授 申请学位级别： 论文提交日期：2010年 月 日 所 在 单 位：东北农业大学 学位授予单位：东北农业大学 专业名称：农业电气化与自动化 答辩日期：2010年 月 日 学位授予日期： 答辩委员会主席： 2010年 月 日 Classified Index: U.D.C: Dissertation for the Master Degree in Engineering CONTROLER DESIGN OF 6-DOF FRUIT PICKING MANIPULATOR BASED ON ATMEGA16 Candidate: Supervisor: Academic Degree Applied for: Date of Oral Examination: University: ××× Prof. ××× Master of Engineering Agricultural Electrification and Automation June，2010 Northeast Agricultural University 目 录 中文摘要 V 英文摘要 VI 1 引言 1 1.1 研究背景 1 1.2 国内外农业机器人研究动态趋势 2 1.2.1 国外农业机器人发展状况 2 1.2.2 国内农业机器人发展状况 3 1.3 论文研究的目的和意义 4 1.4 论文的主要研究工作和内容 5 1.5 本章小节 5 2机械手控制方法的研究 6 2.1 微型伺服直流电机的工作原理 6 2.2 微型伺服直流电机内部结构 7 2.3 本章小结 8 3六自由度机械手的机械系统 9 3.1 硬件系统的总体结构 9 3.2 机械手的硬件结构组成 9 3.3 机械系统相关参数分析 10 3.4 本章小节 12 4六自由度果实采摘机械手控制系统的硬件设计 13 4.1 硬件开发工具与PCB设计方法 14 4.1.1 硬件开发工具AltiumDesigner08 14 4.1.2 PCB高可靠性设计原则 14 4.2 芯片控制模块 15 4.2.1 芯片电路 15 4.2.2 复位电路 16 4.2.3 晶振电路 16 4.2.4 控制芯片的选取 17 4.2.5 ATmega16的特性与引脚功能 18 4.3 电源模块 20 4.4 键盘指令输入模块 20 4.5 液晶显示模块 21 4.6 舵机驱动模块 23 4.7 程序下载模块 24 4.7.1 JTAG下载电路 24 4.7.2 ISP下载电路 24 4.8 本章小节 25 5 六自由度果实采摘机械手控制系统的软件设计 26 5.1系统软件的选择 26 5.1.1 编译软件ICCAVR 26 5.1.2 程序下载软件AVR Studio 26 5.2 机械手软件设计总体方案 27 5.2.1 系统初始化 28 5.2.2 键盘扫描和检测 28 5.2.3 液晶显示 28 5.2.4 舵机控制 29 5.3 本章小结 32 6 系统调试与实验分析 33 6.1 硬件调试 33 6.2 软件调试 33 6.3 机械手控制实验 34 6.4 本章小节 35 7 机械手位姿分析 36 8 结论 39 致谢 40 参考文献 41 附 录 43 攻读硕士学位期间发表的学术论文 45 CONTENTS Chinese Abstract V English Abstract VI 1 Inroduction 1 1.1 Introduction of background 1 1.2 Developments and trends of domestic and foreign research 2 1.2.1 Developments and trends of foreign research 2 1.2.2 Developments and trends of domestic research 3 1.3 Purpose and significance of the study 4 1.4 Main work and content of the paper 5 1.5 Brief summary of this chapter 5 2 Study of manipulator control method 6 2.1 Related theories a