開放式教學(xué)機(jī)器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、串聯(lián)型關(guān)節(jié)式機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，但絕大部分機(jī)器人系統(tǒng)并不具備開放性。本文旨在設(shè)計(jì)一套基于PC平臺(tái)、有較強(qiáng)開放性和通用性、六自由度微型串聯(lián)型關(guān)節(jié)式機(jī)器人，以滿足該學(xué)科教學(xué)需要，并且為實(shí)驗(yàn)室對(duì)機(jī)器人技術(shù)的繼續(xù)深入研究提供平臺(tái)。 論文首先介紹了工業(yè)機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況，闡述了國(guó)內(nèi)教學(xué)用機(jī)器人的研究和發(fā)展情況。結(jié)合本課題的實(shí)際要求，確定機(jī)器人的方案及研究?jī)?nèi)容。 設(shè)計(jì)了一種減速機(jī)構(gòu)內(nèi)置式的機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)

2、器人的外形美觀、關(guān)節(jié)體積小、機(jī)械精度高等要求；應(yīng)用有限元軟件對(duì)機(jī)械系統(tǒng)中關(guān)鍵部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力分析及模態(tài)分析，驗(yàn)證了其設(shè)計(jì)的可靠、合理。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用齊次坐標(biāo)變換的方法對(duì)機(jī)器人的正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析，為機(jī)器人控制和軌跡規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。 通過對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的深入研究，并基于開放式的設(shè)計(jì)理念，確定其整體控制方案，系統(tǒng)采用二級(jí)分布式控制結(jié)構(gòu)。 以專用運(yùn)動(dòng)控制芯片LM629為核心，設(shè)計(jì)了一套硬件簡(jiǎn)潔、且能實(shí)現(xiàn)高精度位置控