AT89S51单片机全地形八足机器人机械手的设计(18)
图5.2 论文实验调试硬件实物图
5.2 调试结果分析
调试时由于没有加入机械手臂，只能直观地查看每个电机转了多大角度，每个电机转动速率，以及电机的正反转，将其记录下来后，代入模型计算看能否满足要求，调试项目如下，调试结果如表5.1。
(1)手动控制：在上位机界面中输入电机速率，每个电机需要转动的圈数，每个电机的转向，电机”手动控制”按钮,观察电机运行结果
(2)自动抓取：在上位机界面中输入目标位置的坐标，单击“自动抓取”按钮，上位机经过算法算出每个电机的控制命令传给下位机，观察电机运行结果。
(3)自动返回：机械手运行到目标点完成抓取动作后就得返回初始位置，单击“自动返回“按钮查看电机运行结果（实际上电机转动角度应不变，只改变转动方向）。
(4)停止：机械手中途遇突发情况需急停时，单击“停止”按钮，电机应该能立即停止运行。
测试编号 控制命令 执行效果
1 自动抓取（50,50,50）
速率22.5º/s 电机转动角度有小的误差,尤其是肩关节
电机实际运行速率比设定的稍慢
2 自动返回 同上
3 自动抓取(100,100,100)
速率11.25 °/s 电机运行正常
实际运行速率比设定稍慢
4 自动返回 同上
5 手动运行
电机转动圈数（1, 0.5, 2, 1）
电机转动方向（0, 1, 1, 0）
速率 11.25 º/s
电机运行正常
实际运行速率比设定稍慢
6 停止 能及时停止
表5.1 调试结果
5.3 调试过程中遇到的问题及解决方案
问题1：电路设计时有些地方考虑不周到，导致焊接的电路板有错误想改很麻烦。
解决方案：选用了实验室的面包板，和51开发板相结合的方法，直接在面包板上插上电路和开发板通过插线连接进行调试，此种方法简单快捷，纠正也方便。
问题2：当电机速率设定比较大时，电机转动角度就会有误差，如测试编号1的结果所示，速度设置为22.5 º/s时，实际电机运行还是有一定的角度误差的。
解决方案：由于步进电机空载情况下若脉冲频率过高，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频，所以，机械手实际运行时，速度不能太快，否则转动角度会有误差，正如测试编号3、5那样将速率调低时，误差大大减小。
问题3：电机实际转动速率比设定的慢。当我设定转动速率为11.25 º时，理论转一圈需32秒，而实际大概用了34秒。
解决方案：经过思考，觉得可能和延时函数有关，毕竟整个脉冲频率是通过调用延时程序实现的，没有直接用定时器延时来得精确，得修改延时程序中的循环变量的值（k的最大值），不断地调试，最终找到一个合适的值为117。
void delay(uint p) //延时1ms程序
{ uchar k;
while(p--)
{for(k=0; k<117; k++)
{ }
}
}
5.4实际机械手系统所需改进地方
(1)手爪抓取物体时的抓取力度是操作人员根据物体的大小、形态来判断手爪电机需转动圈数。为了方便，应该在机械手的手爪上装一个力传感器或一个开关器，判断手爪是否抓牢物体，这样既方便又安全准确。