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基于单片机的舵机平衡台

专家
2012-12-31 14:50:53    评分
作者:河南工程学院 姜顺天、李永安、孔会举
指导教师:瓮嘉民 蒋威

  作品简介  

   舵机平衡台能使台面保持水平,在移动摄影中使用该平衡台能够使摄像稳定。
  舵机平衡台整个系统主要分四个部分,第一部分:平衡台机械部分,它是用来承载物品使之稳定的载体。第二部分:单片机最小系统,这个部分是整个系统的核心,作为平衡台的大脑,通过传感器传来数据处理后控制机械台面工作,从而达到平衡台台面的水平。第三部分:陀螺仪,该系统就是用这个传感器测量出底座的倾斜情况,从而给单片机处理。第四部分:电源,它为整个系统提供电力,使系统正常工作。
  该平衡台的功能是:在台子可承受的运动范围之内,无论底座如何倾斜,台面一直保持水平,这样就可以使台面上的物品不动使那些比较脆弱的物品避免受到损坏。
  舵机平衡台的使用特别简单,打开开关台面立即达到水平,然后轻轻摇动底座,台面也不会倾斜,这样台面上的物品就不会受底座倾斜的影响。

  平台选型说明

  STC15F2K60S2单片机学习板

  设计说明

  图2是舵机平衡台机械部分的3D效果图,其中图所示蓝色的为底座,两个黑色的是舵机,黄色的是支撑杆,上边白色的为台面,中间梯形的为支柱,剩下的为自制的万向轴。  

  设计原理:通过控制X轴和Y轴使台面水平。
  设计方案:该平衡台分机械设计、电路设计和软件设计三部分,因此制作分了三个部分进行。
  一、机械设计
  机械部分部件有:底座、舵机、万向轴、台面、支柱、连杆除了舵机为网购之外,其余都是纯手工制作。手工制作最难的部分是万向轴的制作,网上也有万向轴,但从成本和使用的方便性考虑,最终选择自己制作,这是根据摇杆电位器的原理自己设计,用薄铝片和螺丝螺母制作的三个简易的万向轴,虽然简单,但是效果很好,主要是很好固定。缺点是强度不高,不过能满足正常要求。其余的都是生活中收集的材料加工而成,由于手工制作,精度受到了影响。

  二、电路硬件设计
  电路部分有三部分:陀螺仪、电源、单片机最小系统,陀螺仪为MPU6050模块,单片机最小系统为大赛指定的STC15F2K61S2开发板。
  整个系统电路框图如图3所示。  

  电源部分要求输出稳定的+5V电压,由于整体的系统功率不大,所以选用了比较常用的7805稳压芯片,电路原理图如图4所示。  

   图5为陀螺仪和舵机与单片机的接口电路。  

  三、软件设计
  舵机平衡台稳定是通过陀螺仪测量外部信号,将信号传给单片机处理,然后再通过单片机控制舵机来实现的,程序流程图如6所示。  

     作品特色

  先进性:
  该舵机平衡台控制精度高,反应速度快,误差小。

  实用性:
  1、可以应用到车载移动摄影,是摄像更稳定。
  2、应用到测绘方面,使测量仪器高度水平,省去了人工调试,提高效率。
  3、应用到餐厅端盘子机器人
  4、大型精密设备的短途运输
  5、高精度浮动式炮塔

  创新性:
  一种新型的稳定装置,比传统的稳定装置更加精确更加智能化。

系统演示视频:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2282




关键词: 基于     单片机     舵机     平衡     系统     部分    

高工
2013-01-01 23:06:54    评分
2楼

有才华!!!


菜鸟
2015-04-12 23:01:13    评分
3楼

在搞一个类似的设计,跪求指导


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