AT89S51单片机全地形八足机器人机械手的设计(6)
正常顺序:一次激励两个绕组1和2。2和3，3和4，4和1等等。这样做的结果是运转平稳，但需要较大的功率。
半步方式:允许在每个步之间走半个角步。其顺序号：1和2；2；2和3；3；3和4；4；4和1；1。电机绕组的电阻相当低，因此需要电流源来激励，同时还由于绕组的电感很大，需要特殊的设计方法，以防止因电感反冲而损坏开关管或滤波电容器
步进电机的驱动方式有常用的全电压驱动和高低压驱动，后者既可以减少限流电阻的功率消耗，又可以提高电机的运行速度，但这种驱动方式的电路要复杂一些。驱动脉冲的分配可以使用硬件方法，即用脉冲分配器实现。现在，脉冲分配器已经标准化、芯片化，市场上可以买到。但硬件方法结构复杂，成本也较高。步进电机控制(包括控制脉冲的产生和分配) 也可以使用软件方法，即用单片机实现。
步进电机的一些基本参数: 电机固有步距角:它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°)，这个步距角可以称之为“电机固有步距角”，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。 步进电机的相数:是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分动器，则“相数”将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。 保持转矩 :是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2 N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2 N.m的步进电机。
空载启动频率：步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，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(电机转速从低速升到高速)。
2.3.2 步进电机选型
由机械结构可知，肩关节所承受的扭矩最大，整个机械手的材料为硬铝，其密度为2.7g/cm ³,手爪电机的重量为0.36kg,假设抓取的物体重1kg。
(1)肩关节所承受的最大扭矩为:
手臂对肩关节的最大扭矩约为：
M1=(20x20x4.5+ x2.25 ²x4.5)x0.0027x9.8x0.1=4.9N/m
手腕连同手爪对肩关节的最大扭矩约为：
M2=21x21x4.5x0.0027x9.8x0.3=15.752961N/m
物体对肩关节的最大扭矩约为：
M3=1x9.8x0.4=3.92N/m
手爪电机对肩关节的最大扭矩为：
M4=0.36x9.8x0.4=1.4112N/m
则肩关节所承受最大扭矩M为：
M = M1 + M2 + M3 + M4=4.9+15.752961+3.92+1.4112=25.984161N/m
(2）肘关节所承受的最大扭矩为：
手腕连同手爪对肘关节的最大扭矩约为：
M1=21x21x4.5x0.0027x9.8x0.1=5.250987N/m
物体对肘关节的最大扭矩为：
M2=1x9.8x0.2=1.96N/m
肘关节所承受的最大扭矩M为:
M= M1 + M2=5.250987+1.96=7.2187N/m