排爆無人機平臺升降裝置設(shè)計

1、排爆無人機平臺升降裝置設(shè)計 引言 在軍工靶場，經(jīng)常進行武器的性能測試，難免會有各種彈體殘留。而現(xiàn)在靶場試驗殘留彈體的處理方法是把一電雷管放到彈藥旁邊然后通電引爆彈體，不夠安全。一般的排爆機器人多為陸行機器人，受靶場惡劣的環(huán)境影響大，故考慮以在空中飛行，無需考慮地面復(fù)雜狀況的小型無人機為搭載平臺。在平臺上裝載機械手作為排爆裝置，抓取雷管，投在殘留彈體上引爆，解除危急。 靶場的地形復(fù)雜，處處都有彈坑和溝壑、土丘等，導(dǎo)致無人機無法順當(dāng)降落或者在降落點保持穩(wěn)定，即使已經(jīng)降落，抓手離地面的高度并不像平地那樣的低，導(dǎo)致機械抓手投放的雷管不能精確地落在投放目標(biāo)點。 為了能使投放雷管時機械抓手能保證雷管投放時

2、距離地面足夠低,不會因碰撞而影響雷管的使用,同時也提高雷管投放的精確性,設(shè)計一個升降平臺掌握機械抓手的投放高度。 1升降裝置設(shè)計 要設(shè)計一個升降平臺則要通過驅(qū)動使平臺沿著直線上升或下降,即通過驅(qū)動使滑塊達到直動。通常達到滑塊直動的方法有以下幾種:直動馬達絲杠機構(gòu)、電磁鐵機構(gòu)、搖桿滑塊、液壓機構(gòu)和齒輪齒條。結(jié)合本設(shè)計需要機械手定位、活動穩(wěn)當(dāng),選擇絲杠機構(gòu)作為驅(qū)動方案,絲杠裝置如圖1所示。 圖1 平臺升降裝置裝配圖 絲杠機構(gòu)可以將電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直動,該方案需要設(shè)計簡易絲杠和放置絲杠的基座,通過絲杠的運行,將快速的轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)化為滑塊較為緩慢的直線運動,這是一個減速器的工作過程,會使機械手的上升

3、和下降過程變得穩(wěn)定，驅(qū)動力矩變大，而且平凡小型電機比直動馬達的選擇范圍要廣許多。 42bygh39 401a步進電機驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)。因為其形狀尺寸為42 mm× 42mm x45 mm的正方形拉升體，四個螺紋固定孔對稱分布，形狀尺寸簡便易裝配，價格合適，成本低。 2掌握模塊的選擇與搭建 為了掌握步進電機t3的啟動與停止，要用到掌握模塊通過收到遙控器傳來的信號從而給步進電機驅(qū)動器發(fā)出信號，通過驅(qū)動器發(fā)出的脈沖信號來掌握步進電機的轉(zhuǎn)動。掌握芯片選用比較常用的stm32f103e8t6開發(fā)板，升降裝置的系統(tǒng)框圖如圖2所示。 圖2升降裝置的系統(tǒng)框圖 電機驅(qū)動器用thb7128 3a單軸步進電機

4、驅(qū)動器，適合42系列相電流30 a以下的兩相混合式步進電機，具備優(yōu)秀的中低速性能，中低速運行平穩(wěn)，噪音小，而本研究所需要的只是電機帶動絲杠平穩(wěn)轉(zhuǎn)動，不需要加速、急停等等，只需考慮中低速轉(zhuǎn)速平穩(wěn)即可。如圖3所示，本研究采用共陰極接法。 圖3 thb7128 3a步進電機驅(qū)動器 通過遙控器發(fā)出信號，再通過機載端的接收機接收然后發(fā)出的信號為pwm波，通過高電位時間的不同來區(qū)分信號的，在遙控器上設(shè)置一個三位開關(guān)來發(fā)出步進電機驅(qū)動的信號，當(dāng)掌握板stm32收到接收機出來的信號時，其時鐘開頭計時，當(dāng)捕獲到下一個上升沿時就依據(jù)脈沖的脈寬推斷出此次信號是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)還是停止信號，從而進行指令執(zhí)行。因該開發(fā)板上有5 v降壓模塊，因此可以直接從接收機上引出正負(fù)極為開發(fā)板供電，信號線從接收機上信號端引出連到開發(fā)板上a0口。掌握的程序框圖如圖4所示。 經(jīng)過測試，能夠通過撥動遙控器上的開關(guān)實現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)和停止，正轉(zhuǎn)平臺上升，停止平臺停止，反轉(zhuǎn)平臺下降。 圖4升降裝置掌握模塊程序框圖 3結(jié)論 本研究著力于平臺升降裝置的設(shè)計。首先確定了掌握升降