輕型機(jī)械臂模塊化設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)控制的研究.pdf

1、隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)能夠代替人類執(zhí)行越來(lái)越多的任務(wù)了。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)地面移動(dòng)機(jī)器人用的輕型機(jī)械臂。
　　本文在確定了機(jī)械手臂的構(gòu)型和方案之后，采用標(biāo)準(zhǔn)的D-H建模方法，建立了機(jī)械臂的數(shù)學(xué)模型。對(duì)機(jī)械臂的正運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析，采用解析法對(duì)關(guān)節(jié)角進(jìn)行解耦運(yùn)算，推導(dǎo)出了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的封閉解析解，并采用功率最省做為性能指標(biāo)，確定了唯一解。使用基于Matlab平臺(tái)下的RoboticsToolbox機(jī)器人工具箱對(duì)推導(dǎo)過(guò)程的正確

2、性進(jìn)行了驗(yàn)證與仿真。并根據(jù)關(guān)節(jié)的布置和運(yùn)動(dòng)范圍確定了機(jī)械臂的工作空間。
　　機(jī)械臂在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用了機(jī)電一體化設(shè)計(jì)思想，關(guān)節(jié)內(nèi)部集成了多種傳感器系統(tǒng)；并部分采用了模塊化設(shè)計(jì)，各關(guān)節(jié)有相似的結(jié)構(gòu)，由于機(jī)械臂自身重力的影響，根據(jù)其負(fù)載力矩選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)和諧波減速器的型號(hào)。文中會(huì)具體介紹機(jī)械臂的關(guān)節(jié)構(gòu)型模塊化設(shè)計(jì)過(guò)程。
　　本文采用了一種基于CAN總線分布式的控制方案。將工控機(jī)和關(guān)節(jié)控制器掛在CAN總線上。工控機(jī)主要功能是對(duì)關(guān)節(jié)控