模块化手套机控制系统设计

摘要

随着手套机的机电一体化水平的提高，手套机的一些子控制系统由传统的机械型转化为机电结合型，而且电控比重越来越大，甚至有超过机械部分的趋势。虽然电控型有着结构简单、操作灵活等优点，但传统的机械型有着稳定的优点，故两种类型各自占据市场的一定比例。本设计将手套机的主要部分模块化，使现有常见的不同子控制系统的手套机可以使用统一的主控程序。
　　本设计首先对现有手套机不同子系统进行分析总结，将手套机的主干部分划分为6个模块依次为选针模块、软轴控制模块、纱线模块、信号检测模块、显示界面模块、按键模块。前三种较为特殊，分别有两种不同子控制系统。选针模块包含传统的电磁铁控制小滚筒的机械式和新型的电磁铁选针电控式，软轴控制模块有传统的电磁铁控制大滚筒的机械式和电磁阀控制特制气缸电控式，纱线模块则包含固定单色纱线和双色换纱。剩下的3个模块尚没有出现不同的类型。
　　为此移植Linux系统到手套机控制。除了必要的硬件设计外，还需对软件部分进行代码编写。对内核部分的驱动、系统启动脚本、应用层的主控程序是软件部分的编写重点。驱动部分将会基于Linux总线-设备-驱动结构，利用platform总线进行驱动部分的代码编写。具体而言针对每个模块编写通用的驱动，针对每个模块不同的机型编写对应的设备文件，从而实现每个模块驱动对多种同类设备控制。还需编写启动脚本/etc/init.d/rcS，通过菜单选择，完成对手套机每个模块不同设备的启动检测。同时应用层的主控程序也将由启动脚本进行启动。通过内核部分的驱动、系统启动脚本代码编写，即完成了通过对手套机的模块化，使应用层手套机主程序与底层分离，减少因手套机子控制系统的变动带来软件上的修改。
　　本文已实现模块化手套机控制系统的基本功能。本设计所提出的模块化思想，可对手套机新旧子系统在软件上的兼容性问题提供良好的解决办法。使手套机不再因为部分子系统的改变而带来整个软件系统的改变。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 手套机的工作原理

1．2．1 主要机构分析

1．2．2 手套机工作过程

1．3 国内外现有机构研究现状

1．3．1 软轴控制系统

1．3．2 纱线系统

1．3．3 选针系统

第二章 手套机控制系统的总体方案及环境搭建

2．1 手套机控制系统总体方案

2．1．1 引导加载程序

2．1．2 Linux内核

2．1．3 文件系统

2．1．4 应用层

2．2 构建嵌入式Linux开发环境

2．2．1 目标板Linux系统的安装

2．2．2 宿主机Linux系统安装

2．2．3 安装交叉编译环境

第三章 手套机控制系统硬件设计

3．1 嵌入式硬件平台总体设计

3．2 手套机控制系统环境资源

3．2．1 电源接口电路

3．2．2 SD卡接口电路

3．3 调试环境平台

3．3．1 USB接口

3．3．2 Mini USB接口

3．3．3 网卡接口

3．3．4 RS-485通信接口

3．4 机构电磁铁／电磁阀驱动电路

3．5 信号检测电路

3．6 选针电磁铁驱动电路

3．7 按键电路

3．8 液晶显示模块电路

第四章 手套机控制系统软件的设计及实现

4．1 手套机控制系统软件总体方案

4．2 手套机模块化驱动程序

4．2．1 多设备模块

4．2．2 单设备模块

4．3 手套机设备检测启动程序

4．3．1 单设备文件加载

4．3．2 多设备文件加载

4．3．3 主程序glove．c调用

4．4 手套机控制系统的主控程序glove．c

4．4．1 主控程序概述

4．4．2 人机界面设计

4．4．3 主要功能模块程序设计

第五章 手套机控制系统软件的测试实验及分析

5．1 手套机机构电磁铁工作波形分析

5．2 选针电磁铁性能分析

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．1 展望

致谢

参考文献