前言　　机械手是一种能仿真人的手臂动作，按照原作程序、轨迹和拒绝，替换人手展开捕捉、裁缝件或操持工具的机电一体化自动装置，具备操作者范围大，灵活性好，应用于普遍的特点，在工业生产中应用于机器手臂，可以提升劳动生产率，确保产品质量，减低工人劳动强度，构建生产过程自动化。因此近年来工业机器手的应用于更加广泛。虽然至今国内外已为自动化生产线研制出了各种工业机器人，但大多数结构复杂，耗资较高，基于这些因素，本文明确提出了一种基于红外感应器的单片机掌控机械手系统。

它解决了普通工业掌控中少见的成本高、多电路、耦合、阻碍、误操作等多种情况。　　1红外感应器原理　　红外感应器原理是利用单片机的P3口中的全双工异步串行I／O口展开串行数据的发送到和接管。在某一工作模式下，让发送到口大大地发送数据，经调制后即获得一定频率的脉冲，经由红外发射管收到，在一定的距离内，通过红外接管模块把接管到的数据回到串口接收端，通过辨别接管到的数据来展开辨别、掌控。其红外感应器原理图如图1。

　　　　图1红外感应器原理图　　2机械手掌控实例化　　在理解以上原理后，我们以二维度的机械手移动传送带上的物体的控制系统设计为例来设计单片机的控制系统。该机械手具备上下乘载、左右度转动、夹紧用力等主要功能，可将摆放于传送带上的工件较慢、精确地夹紧并载运至登录的方位。机械手要已完成这些动作，主要靠单片机对其上的电机的于是以翻转掌控来构建的。

本例中是以单片机掌控Q电动机来构建系统工作的。其适当的系统结构图如图2右图，工作原理如下。　　首先由红外感应器单元检测传送带上若无工件，若有工件则对应的信号送到单片机内部。

单片机马上输入对应的掌控信号给掌控芯片。单片机通过驱动芯片对Q电机展开运营掌控。电机在其运营过程中通过触碰行程开关，将信号对系统给单片机，单片机处置后，收到先前的动作指令，从而构建机械手的上下乘载、左右移动、夹紧用力等一系列功能。　　　　图2机械手的掌控结构图　　2.1红外感应器硬件系统设计　　搭配瑞光电器件厂IR340红外升空二极管和红外接收器作为红外升空和接管器件，系统原理如图3、图4右图，图中TX、红外发射管，Rl、R2、Ql构成红外升空电路，单片机P3口的Tx输入一定频率的脉冲掌控三极管Ql的通断，从而掌控红外发射管7Ⅸ的升空频率。

　　由单片机的VCC口给发送电路获取电源，HS38、R3、R4、C2构成红外接管电路，可以通过掌控升空端的电流来掌控缩放增益，进而掌控红外的接管距离。　　　　图3红外升空电路　　　　图4红外接管电路　　2.2机械手掌控部分设计　　主控部分使用AT89S51单片机，AT89S51是一个低功耗、高性能位单片机，除了具备8位机的常规功能之外，还有2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，AT89S51还设计和配备了波动频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU停止工作，而定点计数器，串行口，外中断，系统可之后工作，掉电模式失效振荡器而留存RAM的数据，暂停芯片其它功能以后外中断转录或硬件废黜。

　　　　图5机械手主控电路　　在驱动芯片上，自由选择ULN20003，它是一款电机脉冲分配芯片，由于其结构非常简单，而且需要外接功率放大电路，常作Q电机的驱动芯片。　　它是耐热高压、大电流的达林顿阵列，由7两组达林顿晶体管阵列和适当的电子网络以及钳位二极管网络包含，能同时驱动7两组阻抗，为单片双极型大功率集成电路。ULN20003芯片的每一对达林顿都可以不必限流电阻而必要由单片机的110口驱动。

在5v的工作电压下它需要与L和电路必要连接，可以必要处置原本必须标准逻辑缓冲器来处置的数据；除此之外，它的工作电压低，工作电流大，溪边电流可约，500mA。　　需要忍受50V的电压，输入还可以在低阻抗电流下分段运营。

　　本电路硬件设计通过掌控各单元电路供电超过节约能源的目的，软件上利用单片机的休眠状态功能以及对升空脉冲个数的掌控更进一步减少能耗，使其待机电流大于90uA，程序开始先对单片机各端口初始化，经过实验指定一个升空脉冲频率使其对外界阻碍不脆弱。为了最大限度地减少能耗，程序对升空脉冲的个数和方法展开设计，先发2个试探脉冲，若接管到，则按指定频率倒数放10个脉冲，然后辨别接管方接到的脉冲数否在容许的范围内，是则启动机械手，否则转入休眠状态模式，若接管方未接到试探脉冲，则必要转入休眠状态模式。

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