毕业论文--智能机器人六维力传感器设计

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1、湖南大学毕业设计(论文)第III页HUNANUNIVERSITY毕业设计(论文)论文题目智能机器人六维力传感器设计学生姓名学生学号专业班级自动化3班学院名称电气与信息工程学院指导老师学院院长2015年5月25日湖南大学毕业设计(论文)第III页湖南大学毕业设计(论文)第III页摘要多维力传感器的研究开始于七十年代，在国内的研究兴起于九十年代。近年来，随着智能机器人在航天航空和生产线方面越来越多的应用，智能机器人多维力传感器的研究也越来越重要。智能机器人多维力传感器可以检测到三维空间中每个方向的力和力矩信息。本文使用AltiumDesiner设计电路。用飞思卡尔的xs12

2、8芯片作为传感器的主控芯片，实现对六个力传感元件的信号采集和滤波，放大，最终输入到MCU中。再通过coderwarry软件设计程序。首先要把电信号进行软件去噪。由于多维力传感器结构上存在耦合，通过解耦可以把采集到的电压信号转变成力和力矩的信号。最后还要搭建硬件平台做出一个智能机器人多维力传感器。关键词：六维力传感器AltiumDesinerxs128芯片coderwarry智能机器人Intelligentrobotmulti-axisforcesensors湖南大学毕业设计(论文)第III页Abstractmulti-axisforcesensorresearchsta

3、rtedintheseventys,riseindomesticresearchintheninetys.Inrecentyears,withintelligentrobotinaerospaceandproductionlinemoreandmoreapplicationofintelligentrobotmulti-axisforcesensorsresearchalsomoreandmoreimportant.Intelligentrobotmulti-axisforcesensorscandetecteachdirectionoftheforceandmomen

4、tinthreedimensionalspaceinformation.ThisarticleusestheAltiumDesinercircuitdesign.Withfreescalexs128chipasthesensorofmastercontrolchip,implementthesixforcesensorsignalacquisitionandfilteringofamplifier,thefinalinputtotheMCU.Travelthroughthecoderwarrysoftwaredesignprogram.Electricalsignalb

5、ysoftwaredenoisinginthefirstplace.Becausemulti-axisforcesensorstructurecoupling,decouplingcanputthecollectedbyvoltagesignalsintoforceandmoment.Finally,setupthehardwareplatformtomakeaintelligentrobot.Keywords：multi-axisforcesensorAltiumDesinerxs128chipcoderwarryIntelligentrobot湖南大学毕业设计(论文

6、)第III页目录摘要IAbstractII1.1课题背景及意义II第一章绪论11.1课题背景及意义11.2智能机器人六维力传感器的发展状况21.3研究热点和难点31.4论文构成与研究内容3第二章采集电路结构分析和设计42.1金属电阻应变片的结构42.2电阻应变式传感器的原理112.3应变片测量电路的比较和分析112.4电阻应变传感器电路设计11第三章MC９SXS128芯片最小系统分析及其设计273.1xs128芯片的主要特性和引脚143.2xs128芯片最小系统相关功能引脚143.3xs128芯片最小系统设计14第四章控制电路分析及其设计274.1xs128芯片控制模块

7、设计124.2电源模块设计144.3电磁检测信号放大模块设计154.4电磁背景调试与模式设计1719第五章六维力传感器解耦算法20湖南大学毕业设计(论文)第III页5.1线性假定……………………………………………………………………..205.2标定方程225.3求解解耦矩阵235.4行向量表示法235.5标定方程的变形255.6解耦运算……………………………................................................................265.7本章小结26第六章芯片功能模块设计276.1输