智能炒菜机器人中的电机控制系统设计

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1、智能炒菜机器人中的电机控制系统设计【摘要】针对智能炒菜机器人中直流电机的正反转控制及速度调节，提出可行方案；并基于绝对值编码器，设计电机的位置检测系统。炒菜机器人的下位机执行机构主要分为火候控制和动作控制两个模块，动作由直流电机实现，本文主要介绍炒菜机器人的电机控制模块，分动作控制与位置检测两部分。【关键字】智能炒菜机器人直流电机绝对值编码器[Abstract]positivecontrolandspeedregulationforDCmotorintelligentcookingrobot，andputforwardfeasiblescheme；andba

2、sedontheabsolutevalueencoder,positiondetectionsystemdesignofthemotor.Thelowerpositionmachinecookingrobotactuatormainlyconsistsofafirecontrolandmotioncontroloftwomodules,therealizationoftheactionbytheDCmotor，thispapermainlyintroducesthemotorcontrolmodulecookingrobot,isdividedintotwo

3、partsinmotorcontrolandpositiondetection.【keywords]intelligentcookingrobotDCmotorabsoluteencoder本项目中的智能炒菜机器人是一台可编程控的中式菜肴烹住机器，能够支持vmmdal.0通用菜谱指令。用户可以直接调用机器内部数据库中存储的大量中式菜肴菜谱程序，也可以通过网络接收外部的菜谱程序，还可以根据喜好自行编写和修改菜谱程序。炒菜机器人CPU对菜谱程序进行解读，并控制执行机构作出响应，使炒菜机器人具备了自动加热、下料、翻炒、调味、装盘、出菜、洗锅等功能。1电机动作控制方

4、案炒菜机器人在使用过程中的主要机械动作有两个：一是各部件的运动及复位，这涉及到电机的正反转控制；二是不同的菜式翻炒的频率不同，这涉及到电机速度的调节。1.1电机正反转控制方案直流电机一般有两个端口，当一个端口接工作电压另一个端口接地时，电机正转，反之则电机反转。可通过图1所示电路来实现对电机正反转的控制。1电机正反转控制电路如图1，当Inputl输入高电平，Iuput2输入低电平时，光电耦合开关U1闭合，则三极管Q1截止，Q3导通，电机A端接地；U2断开，Q2导通，Q4截止，电机B端接工作电压。因此电机反转。当Inputl输入低电平，Iuput2输入高电平时

5、，U1断开，则三极管Q1导通，Q3截止，电机A端接工作电压；U2闭合，Q2截止，Q4导通，电机B端接地。因此电机正转。还可以使用电机驱动芯片来控制电机的正反转，比如ST公司生产的L298N。路。2是基于L298N的电机正反转控制电2基于L298N的电机正反转控制电路L298N可控制两台直流电机，其中INI、IN2、0UT1、0U2、ENA为第一组引脚，IN3、測、0UT3、0U4、ENB为第二组引脚。控制方式及直流电机的状态对应如表1所示。ENAINIIN2直流电机状态0XX停止100制动101正转110反转111制动表1L298N控制方式及直流电机状态表1

6、.2电机速度调节方案直流电机的速度调节可采用由单片机产生的脉冲宽度调制（PWM）信号。在图1的方案中，Inputl和Input2各接一个PWM信号源，分别为P丽1和P丽2。若要电机正转，则P丽1开启，P丽2设为最小值（或将其关闭，操作引脚为低电平），由P丽1来对电机调速。若要电机反转，则P丽1设为最小值（或将其关闭，操作引脚为低电平），P丽2开启，由P丽2来对电机调速。在图2的方案中，ENA和ENB可分别连接两个PWM信号源，控制两台直流电机。针对炒菜机器人中所使用的PIC16系列单片机，P丽模块的设置程序如下:voidPWMl_Init(){TRISC2=

7、0；//脉宽调制输出引脚，设置为输出。PR2=0xFF;//脉宽调制波形的周期。CCPRIL=0x7F；//脉宽调制波形的占空比。CCPlC0N=0x3C；//CCP1模块工作在卩丽模式，占空数低两位为11。T2C0N=0x04；//打开TMR2，且前后分频值为1:1，同时开始输出PWM。CCP1IE=O；//关中断。}2电机位置检测方案在智能炒菜机器人的控制系统中，各部件会响应上位机发来的指令，做出翻转、摆动、平移等动作。每一个动作的幅度都是有具体要求的，同时也应该保证机器安全运行，因此，需要引入电机位置检测系统。2.1绝对值编码器电机的位置可通过旋转编码

8、器来检测，本项目中采用了光洋公司生产的1024线绝对