1．总体构想

　　水平方向采用丝杠螺母传动机构，丝杠的节距为20mm，电动机选用日本东方电机公司生产的pk569－nac型五相十拍步进电动机，步距角为0.72°。对步进电机的驱动用的是配套的步进电机驱动器，用110v交流电压驱动。

　　电机上的五相直接连接到驱动器上的5个端口。有两对端口cw和cow用来控制正反转，把cw＋与ccw＋连到＋5v电源，单片机给cw－发脉冲，步进电机正转，给cowˉ发脉冲，电机反转。

　　此外，还有一对端口h，off用来控制是否自锁，给此端口加上＋5v电压，可以用手拨动电机轴，用来手动进行调整，正常运行时应将其关闭。

　　竖直方向电机选用东方电机公司的uph566lb2型齿条式步进电动机，五相十拍，步距角0.72°。竖直电动机也有相应的步进电机驱动器，其控制方式与水平方向基本相同，只是它的cw-端用来控制电机是否转动。如果有脉冲，电机运动，无脉冲，电机停止，而ccw-端用来控制电机正反转，接高电平反转，接地则正转。

　　此外，由于确保电动机不在自重和所带重物重力作用下自动下滑，造成误动作，在竖直方向电动机有自锁装置，如果给控制是否自锁的引线加24v电压，则电磁铁吸合，自锁打开，如果没有外加电压，不管有无脉冲，电机都不会运动。

　　2．端口连接

　　机械系统的具体运动控制主要由下位机完成，主要包括手动调整控制以及按照上位机参数自动控制。利用rb口的1、2、4、5引脚，在手动控制的时候判断前进、后退、向上、向下的运动方向。rb口引脚接上拉电阻及两个三位的旋钮开关，旋钮开关另一端接地。

　　· 当旋钮开关置于中间档时，rb口各引脚为高电平，当某个开关打到某一档时，相应引脚接地，转为低电平；当手动控制时，单片机循环检测rb口引脚，从而判断所需运动方向。

　　· rd口的0、2、4、6引脚接左、右、上、下4个开关。当没有运动到极限位置时，接近开关没有信号，rd口引脚上为高电平；当运动部件达到极限位置时，装在运动部件上的磁铁触发接近开关，接近开关内部开关翻转，把rd引脚接地，电平变低，控制器通过检测，判断运动有没有达到极限。

　　· rc0与rc1端分别接水平驱动器cw－和ccw－端，往rc0发脉冲，电动机正转；往rc1发脉冲，电动机反转。rc0与rc1与驱动器的连线上串联限位开关，当磁铁磁感应强度不够，不能触发接近开关时，运动部件与限位开关接触，从硬件上把电路切断，确保安全。

　　· rc2与rc3端分别接竖直电动机的cw－和cow-端。

　　· rc4和rc5分别通过反相器接两个单片机用小继电器，并加二极管保护，与rc4相连的继电器控制是否打开竖直方向电动机自锁。

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