開放式工業(yè)機器人控制系統(tǒng)及運動規(guī)劃.pdf

1、從1954年 George Devol發(fā)明了世界上第一臺機器人到現在,全世界已經有多家著名的工業(yè)機器人公司,如KUKA, YASKAWA, ABB, FANUC等?？墒枪I(yè)機器人控制系統(tǒng)的硬件架構和軟件架構缺幾乎都不是開放式的。隨著用戶對機器人控制系統(tǒng)二次開發(fā)的需求的提升,傳統(tǒng)的封閉式的系統(tǒng)架構的缺點日益彰顯?；诖?本文設計了一種開放式的工業(yè)機器人控制系統(tǒng),詳細介紹了系統(tǒng)的軟硬件架構。并且以六自由度機器人為研究對象搭建了包括機械本體和

2、電控系統(tǒng)在內的硬件系統(tǒng),設計了包括運動規(guī)劃和人機界面的完整的機器人控制系統(tǒng)軟件。并且在此平臺上對軟件系統(tǒng)的算法做了進一步的研究和改進。
　　首先,本文分析了機器人運動學中的一些代表性問題,比如運動學建模和奇異點。隨后提出了一些創(chuàng)新的機器人運動規(guī)劃算法,并將其集成在了工業(yè)機器人控制系統(tǒng)中。在姿態(tài)的規(guī)劃中采用了四元數和球面線性插值,通過線性插值可以得到角速度恒定的平滑的旋轉運動,同時避免傳統(tǒng)插值算法的萬向節(jié)鎖死、數據冗余等問題。在速度