基于uC/OS-Ⅲ系统全向型农业测控平台的设计与试验

针对目前农业移动平台的移动灵活性及工作稳定性差等问题,利用机器人运动学对Mecanum轮全向运动能力进行理论分析,研制了一种基于uC/OS-Ⅲ系统的全向型农业测控平台,用于搭载农业机器人在复杂的作业环境中实现全向移动和田间信息采集,减轻劳动强度,提高劳动效率。该平台分为五部分:机械主体部分、环境检测系统、控制系统、操作系统及动力系统;通过机器人运动学的分析与计算、Mecanum轮轮组系统与平台运动坐标系的映射关系分析,获得实现全方位运动的必要条件与最佳的轮组结构布局,进而实现了稳定迅速的全向移动能力;通过uC/OS-Ⅲ操作系统对任务进行管理和调度,实现运动平台对作业环境的温湿度、光照强度、定位信息的检测与反馈。最后进行了平台的整体实验与验证,结果表明该平台实现了全向运动并具有较高的工作稳定性。

基于EtherCAT的多轴运动控制系统设计

针对多轴控制系统中的同步性问题,设计了一款基于EtherCAT的多轴运动控制系统,并提出了对主站和从站均采用实时操作系统的解决方案。对于EtherCAT主站,在嵌入式平台上,构建了基于Xenomai-Linux和Etherlab的主站方案,人机界面使用Qt来编写,EtherCAT从站采用的是u C/OSIII实时操作系统,通过抢占式内核保证了从站之间的数据实时性。通过主从站的双实时设计方案,保证了系统中多轴之间的同步性。实验结果表明,基于双实时操作系统的EtherCAT运动控制系统,连接便利,同步时间在微秒级别,具有很好的实时性。

基于STM32+FPGA的微型车床嵌入式数控系统研究与设计

针对基于PC的数控系统的自身不足及其在微型机床上应用的缺陷,对基于STM32+FPGA的硬件架构和UC/OS-III实时操作系统的嵌入式数控系统进行了研究和设计。通过搭建双核心控制的硬件架构,研究和分析了电源电路、时钟电路等主控板中重要的硬件系统。研究并分析了实时嵌入式操作系统UC/OS-III的特点,设计了数控系统中译码、刀补、插补等应用软件,并分析了基于UC/OS-III操作系统的任务调度和时序配合方案。最后与微型车床机械架构进行适配与联调,经过实际的切削试验证明,该嵌入式数控系统实时性强,时序准确,车削过程稳定,插补轨迹精准,具有一定的开放性并极大地降低了整个车床系统的造价和占地面积,具有较好的应用前景。

手势控制微型四轴飞行系统设计与实现

针对现有飞行器遥控器的某些缺点,本文提出了一种新颖的可通过手势控制的微型四轴侦测系统软硬件实现方法。该系统包括四轴飞行器和手势控制器两部分。四轴飞行器选用STM32F405作为控制器,以u C/OS-III实时操作系统构建软件平台,采用陀螺仪、加速度计和电子罗盘构建航姿测量模块,以摄像头和5.8G图传构成图像传输模块,选用互补滤波进行姿态估计,使用串级PID进行控制。手势控制器结合四轴飞行器的航姿测量模块和弯曲传感器通过无线模块控制四轴飞行器。测试结果表明,设计的微型四轴飞行器及手势控制器性能稳定可靠。

作业型飞行机器人系统设计

针对作业型飞行机器人的应用需求,本文提出了一种以STM32F4系列微控制器为核心的作业型飞行机器人系统设计方案,包括飞行机器人和手持遥控器两大组成部分。系统采用加速度计、陀螺仪和电子罗盘构建姿态测量单元,以超声波、光照传感器和摄像头构成数据采集单元,以二自由度机械臂作为夹取装置,通过2.4G数传和5.8G图传组成通信传输单元。实际测试结果表明,所设计的飞行机器人及其遥控装置性能稳定可靠,满足基本作业要求。

基于3D打印机传输中断解决方案的设计与实现

PC机使用C#语言在VS2008的工具上编写实现"数据处理"软件。下位机选取STM32系列的STM32F103RBT6作为主控系统,采用串口作为硬件传输媒介,下位机软件设计借助uC/OS-III实现多任务并发处理。数据传输过程中传输中断现象设计方法和解决方案,借助此方案很容易快速查询出错位置以及信息。经过理论分析和软硬件结合测试,不但证明了传输系统的可行性和实用性,而且还为降低研发成本、实用性、方便性构建数据传输系统提供了问题解决思路及参考价值。