一種平衡式機械臂控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型設(shè)計一種平衡式機械臂控制裝置，能實現(xiàn)對地面瓜果的采摘，也可以對西瓜采摘機的參數(shù)進行設(shè)置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著西瓜每年在市場的需求增加，總產(chǎn)量也大幅提高，費時費力的西瓜采摘已經(jīng)成為了瓜農(nóng)急需解決的難題，目前我國的西瓜采摘依舊是人工采摘的模式，這樣傳統(tǒng)的采摘模式花費了極大的人力物力，因此西瓜的機械采摘及其控制裝置的設(shè)計顯得尤其重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的技術(shù)方案是:一種平衡式機械臂控制裝置，其特征在于，由處理器模塊、信息采集模塊、采摘執(zhí)行模塊、顯示模塊和SDRAM緩存器組成;所述處理器模塊由嵌入式微處理器S3C2410及其外圍電路組成，用于數(shù)據(jù)的采集、儲存及發(fā)送;所述信息采集模塊，由2個奧尼攝像頭D881 HD720PH組成，用于采集西瓜實時圖像;所述采摘執(zhí)行模塊，由機械臂、執(zhí)行末端和平衡部件組成，用于西瓜的采摘和放置;所述顯示模塊由LCD驅(qū)動器和LCD液晶顯示器AT070TN83V1組成，用于顯示西瓜位置;所述SDRAM緩存器采用兩片16位的SDRAM進行位擴展得到32位的SDRAM，作為嵌入式微處理器S3C2410的內(nèi)存;所述處理器模塊接收到來自所述信息采集模塊的西瓜圖像并利用雙目視覺定位獲得西瓜位置，隨即發(fā)出控制命令至所述采摘執(zhí)行模塊，所述采摘執(zhí)行模塊移動至西瓜所在位置采摘西瓜并將之放置至目的位置，所述顯示模塊實時顯示西瓜所在位置。本實用新型可在實景下對西瓜進行采摘，具有操作簡單、穩(wěn)定可靠和實用性強的特點。
[0004]所述處理器模塊中，嵌入式微處理器S3C2410是一款基于ARM920T內(nèi)核的16/32位RISC嵌入式微處理器，主要面向手持設(shè)備以及高性價比，低功耗的應(yīng)用，運行頻率可達203MHz;嵌入式微處理器S3C2410內(nèi)部集成有LCD控制器，用于將西瓜視頻圖像經(jīng)所述顯示模塊中的IXD驅(qū)動器傳輸至IXD液晶顯示器AT070TN83V1，LCD控制器的數(shù)據(jù)線、控制線和時鐘線與LCD驅(qū)動器的對應(yīng)端口線連接;所述信息采集模塊中，2個奧尼攝像頭D881 HD720PH的數(shù)據(jù)接收器的USB端口與所述嵌入式微處理器S3C2410的USB DEVICECVER1.1)相連接。
[0005]所述采摘執(zhí)行模塊中，所述機械臂由旋轉(zhuǎn)部件、水平部件和升降部件組成，依次進行旋轉(zhuǎn)、水平和升降動作，可以運動至西瓜所在位置并能將采摘后的西瓜移動至目的位置；所述執(zhí)行末端安裝在機械臂的末端，完成對西瓜的采摘動作;所述平衡部件的上、下端分別安裝在機械臂升降部件的頂端與機械臂的底座之間，由YZC-1B重力傳感器和平衡塊組成，用于固定和平衡機械臂，以避免機械臂的執(zhí)行末端在采摘西瓜時失去平衡。
[0006]所述采摘執(zhí)行模塊中，由4個JW-240步進電機協(xié)調(diào)控制機械臂的旋轉(zhuǎn)部件、水平部件、升降部件以及執(zhí)行末端的動作，4個JW-240步進電機則由4個電機驅(qū)動器57BYGH101驅(qū)動，步進電機驅(qū)動器57BYGH101的OUTl和0UT2分別連接JW-240步進電機的兩端;嵌入式微處理器S3C2410則依次通過反相器74LS00芯片、復(fù)合晶體管ULN2003A芯片、繼電器JQX-16F(T91)與步進電機驅(qū)動器57BYGH101相連接，以實現(xiàn)對4個JW-240步進電機的控制。
[0007]所述嵌入式微處理器S3C2410輸出的低電平經(jīng)反相器74LS00芯片轉(zhuǎn)換成高電平，轉(zhuǎn)換后的高電平作為復(fù)合晶體管ULN2003A芯片的輸入繼而驅(qū)動相應(yīng)的4個繼電器JQX-16F(T91);復(fù)合晶體管ULN2003A芯片用于擴展輸出電流以滿足驅(qū)動繼電器JQX-16F(T91)所需的電流、電壓;嵌入式微處理器S3C2410的GPA01-GPA20端口分別與4個反相器74LS00芯片的A1-A5端口相連接，74LS00芯片的Yl端口通過串聯(lián)一個2.2K Ω電阻連接ULN2003A芯片的IB管腳，復(fù)合晶體管ULN2003A芯片的IC端口與繼電器JQX_16F(T91)的輸入端口相連接。
[0008]所述顯示模塊中，IXD液晶顯示器AT070TN83V1依次通過LCD驅(qū)動器、嵌入式微處理器S3C2410內(nèi)部集成的IXD控制器與嵌入式微處理器S3C2410相連接，用戶可在IXD液晶顯示器AT070TN83V1監(jiān)視西瓜的采摘情況，并顯示西瓜位置;所述SDRAM緩存器的兩片16位SDRAM的DQO-DQl 5端口與嵌入式微處理器S3C2410的DATA0-DATA31端口相連接，用于擴展嵌入式微處理器S3C2410的內(nèi)存量。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型作進一步說明。
[0010]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]在圖1中，(I)處理器模塊，(2)信息采集模塊，(3)采摘執(zhí)行模塊，(4)顯示模塊，(5)SDRAM緩存器。
【具體實施方式】
[0012]參照圖1，一種平衡式機械臂控制裝置，由處理器模塊(1)、信息采集模塊(2)、采摘執(zhí)行模塊(3)、顯示模塊(4)和SDRAM緩存器(5)組成;所述處理器模塊(I)由嵌入式微處理器S3C2410及其外圍電路組成，用于數(shù)據(jù)的采集、儲存及發(fā)送;所述信息采集模塊(2)，由2個奧尼攝像頭D881 HD720PH組成，用于采集西瓜實時圖像;所述采摘執(zhí)行模塊(3)，由機械臂、執(zhí)行末端和平衡部件組成，用于西瓜的采摘和放置;所述顯示模塊(4)由LCD驅(qū)動器和LCD液晶顯示器AT070TN83V1組成，用于顯示西瓜位置;所述SDRAM緩存器(5)采用兩片16位的SDRAM進行位擴展得到32位的SDRAM，作為嵌入式微處理器S3C2410的內(nèi)存;所述處理器模塊(I)接收到來自所述信息采集模塊(2)的西瓜圖像并利用雙目視覺定位獲得西瓜位置，隨即發(fā)出控制命令至所述采摘執(zhí)行模塊(3)，所述采摘執(zhí)行模塊(3)移動至西瓜所在位置采摘西瓜并將之放置至目的位置，所述顯示模塊(4)實時顯示西瓜所在位置。
[0013]所述處理器模塊(I)中，嵌入式微處理器S3C2410是一款基于ARM920T內(nèi)核的16/32位RISC嵌入式微處理器，主要面向手持設(shè)備以及高性價比，低功耗的應(yīng)用，運行頻率可達203MHz;嵌入式微處理器S3C2410內(nèi)部集成有LCD控制器，用于將西瓜視頻圖像經(jīng)所述顯示模塊(4)中的IXD驅(qū)動器傳輸至IXD液晶顯示器AT070TN83V1，IXD控制器的數(shù)據(jù)線、控制線和時鐘線與LCD驅(qū)動器的對應(yīng)端口線連接；所述信息采集模塊(2)中，2個奧尼攝像頭D881HD720PH的數(shù)據(jù)接收器的USB端口與嵌入式微處理器S3C2410的USB DEVICECVER1.1)相連接。
[0014]所述采摘執(zhí)行模塊(3)中，所述機械臂由旋轉(zhuǎn)部件、水平部件和升降部件組成，依次進行旋轉(zhuǎn)、水平和升降動作，可以運動至西瓜所在位置并能將采摘后的西瓜移動至目的位置;所述執(zhí)行末端安裝在機械臂的末端，完成對西瓜的采摘動作;所述平衡部件的上、下端分別安裝在機械臂升降部件的頂端與機械臂的底座之間，由YZC-1B重力傳感器和平衡塊組成，用于固定和平衡機械臂，以避免機械臂的執(zhí)行末端在采摘西瓜時失去平衡。
[0015]所述采摘執(zhí)行模塊(3)中，由4個JW-240步進電機協(xié)調(diào)控制機械臂的旋轉(zhuǎn)部件、水平部件、升降部件以及執(zhí)行末端的動作，4個JW-240步進電機則由4個電機驅(qū)動器57BYGH101驅(qū)動，步進電機驅(qū)動器57BYGH101的OUTl和0UT2分別連接JW-240步進電機的兩端;嵌入式微處理器S3C2410則依次通過反相器74LS00芯片、復(fù)合晶體管ULN2003A芯片、繼電器JQX_16F(T91)與步進電機驅(qū)動器57BYGH101相連接，以實現(xiàn)對4個JW-240步進電機的控制。
[0016]所述嵌入式微處理器S3C2410輸出的低電平經(jīng)反相器74LS00芯片轉(zhuǎn)換成高電平，轉(zhuǎn)換后的高電平作為復(fù)合晶體管ULN2003A芯片的輸入繼而驅(qū)動相應(yīng)的4個繼電器JQX-16F(T91);復(fù)合晶體管ULN2003A芯片用于擴展輸出電流以滿足驅(qū)動繼電器JQX-16F(T91)所需的電流、電壓;嵌入式微處理器S3C2410的GPA01-GPA20端口分別與4個反相器74LS00芯片的A1-A5端口相連接，74LS00芯片的輸出端口通過串聯(lián)一個2.2K Ω電阻連接ULN2003A芯片的IB管腳，復(fù)合晶體管ULN2003A芯片的IC端口與繼電器JQX_16F(T91)的輸入端口相連接。
[0017]所述顯示模塊(4)中，IXD液晶顯示器AT070TN83V1依次通過IXD驅(qū)動器、嵌入式微處理器S3C2410內(nèi)部集成的IXD控制器與嵌入式微處理器S3C2410相連接，用戶可在IXD液晶顯示器AT070TN83V1上監(jiān)視西瓜的采摘情況，并顯示西瓜位置;所述SDRAM緩存器(5)的兩片16位SDRAM的DQ0-DQ15端口與嵌入式微處理器S3C2410的DATA0-DATA31端口相連接，用于擴展嵌入式微處理器S3C2410的內(nèi)存量。
【主權(quán)項】
1.一種平衡式機械臂控制裝置，其特征在于，由處理器模塊、信息采集模塊、采摘執(zhí)行模塊、顯示模塊和SDRAM緩存器組成;所述處理器模塊由嵌入式微處理器S3C2410及其外圍電路組成，用于數(shù)據(jù)的采集、儲存及發(fā)送；所述信息采集模塊，由2個奧尼攝像頭D881HD720PH組成，用于采集西瓜實時圖像;所述采摘執(zhí)行模塊，由機械臂、執(zhí)行末端和平衡部件組成，用于西瓜的采摘和放置;所述顯示模塊由LCD驅(qū)動器和LCD液晶顯示器AT070TN83V1組成，用于顯示西瓜位置;所述SDRAM緩存器采用兩片16位的SDRAM進行位擴展得到32位的SDRAM，作為嵌入式微處理器S3C2410的內(nèi)存;所述處理器模塊接收到來自所述信息采集模塊的西瓜圖像并利用雙目視覺定位獲得西瓜位置，隨即發(fā)出控制命令至所述采摘執(zhí)行模塊，所述采摘執(zhí)行模塊移動至西瓜所在位置采摘西瓜并將之放置至目的位置，所述顯示模塊實時顯示西瓜所在位置。2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平衡式機械臂控制裝置，其特征在于，所述機械臂由旋轉(zhuǎn)部件、水平部件和升降部件組成，依次進行旋轉(zhuǎn)、水平和升降動作，可以運動至西瓜所在位置并將采摘后的西瓜移動至目的位置;所述執(zhí)行末端安裝在機械臂的末端，完成對西瓜的采摘動作;所述平衡部件的上、下端分別安裝在機械臂升降部件的頂端與機械臂的底座之間，由YZC-1B重力傳感器和平衡塊組成，用于固定和平衡機械臂，以避免機械臂的執(zhí)行末端在米摘西瓜時失去平衡
【專利摘要】一種平衡式機械臂控制裝置，由處理器模塊、信息采集模塊、采摘執(zhí)行模塊、顯示模塊和SDRAM緩存器組成；處理器模塊由嵌入式微處理器S3C2410及其外圍電路組成，用于數(shù)據(jù)的采集、儲存及發(fā)送；信息采集模塊，由2個奧尼攝像頭D881？HD720PH組成；采摘執(zhí)行模塊，由機械臂、執(zhí)行末端和平衡部件組成；顯示模塊由LCD驅(qū)動器和LCD液晶顯示器AT070TN83V1組成；SDRAM緩存器采用兩片16位的SDRAM；處理器模塊接收到來自信息采集模塊的西瓜圖像并利用雙目視覺定位獲得西瓜位置，隨即發(fā)出控制命令至采摘執(zhí)行模塊，采摘執(zhí)行模塊移動至西瓜所在位置采摘西瓜并將之放置至目的位置。本實用新型可在實景下對西瓜進行采摘，具有操作簡單、穩(wěn)定可靠和實用性強的特點。
【IPC分類】B25J9/18
【公開號】CN205255008
【申請?zhí)枴緾N201521062974
【發(fā)明人】許麗佳, 楊霄, 黃鵬, 龐濤, 杜彬, 楊開烈, 陳佳倫, 翟光輝
【申請人】四川農(nóng)業(yè)大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月21日