● 摘要
本项目介绍了一种轻小型智能机器手臂系统Katana的实现方法。该系统具有智能化、安全性高、重量轻、结构小、便于移动等特点。本系统适用于不同工业领域中的多种应用，尤其是在目标物体的抓取和处理方面，很容易实现自动化的需求。本文详细介绍了Katana智能机器手臂系统中传感器控制器的设计原则，应用程序以及限制规则。该设计以Target电路设计软件为平台，以PIC系列微控制器为核心，采用软硬件结合的设计方法。论文首先介绍了Katana机器手臂系统中的电子框图，分析了传感器控制器在其中的功能和作用。之后结合系统的其他部分，给出了传感器控制器的总体设计框图，并对相关传感器知识进行了介绍。然后，论文就传感器控制器的各个硬件单元模块进行了详细分析，包括MCU主控单元电路、信号选通单元电路、隔离单元电路、脉冲发生器单元电路、电源转换单元电路、连接器单元电路等模块的硬件电路设计与实现方案，并给出了每一个部分的电路原理图。接下来，论文介绍了传感器控制器的软件设计方案，包括Katana本地接口库的设计，用C++语言编写定义的底层程序的各个功能模块，以及Katana 4D图形界面操作系统的主要功能概述。在硬件和底层软件均已实现的基础上，论文介绍了传感器控制器的应用程序的设计方案。论文的最后给出了采用所编写的应用程序对传感器控制器进行的仿真及测试结果。由结果表明，此系统符合设计需求，达到了预期目标。本文所设计出的传感器控制器具有体积小、兼容性好、可扩展性高、人机交互方便、性能稳定、易于用户开发应用程序等优点，与机器手臂系统其他部分的接口简单，易于集成。受到了项目组的好评。