移栽機械臂及其控制器的研究.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展和社會的進步，機器人已開始應用農業(yè)領域。移栽機械臂用來代替人工取苗放苗的重復性的屈伸勞動，解放勞動力，實現(xiàn)自動化。移栽機械臂的控制系統(tǒng)的設計不僅具有普遍的工程意義，還具有深入的理論意義。針對三自由度移栽機械臂，提出了基于單片機的控制系統(tǒng)的解決方案。系統(tǒng)控制器利用單片機為控制核心，驅動各個關節(jié)的直流伺服電機，同時監(jiān)控電機的位移編碼器。
　　 針對三自由的移栽機械臂，采用Denavit-Hartenberg參數法建

2、立了連桿坐標系，求出了移栽機械臂的運動學方程。進行正向運動學分析，驗證運動學方程。根據移栽機械臂工作地特定工作功能，得出末端執(zhí)行器的位姿，進行反向運動學分析，然后求出了三個關節(jié)變量的值。
　　 根據移栽機械臂的正向和反向運動學分析的數據，對機械臂進行了運動軌跡規(guī)劃。由移栽機械臂特定的工作功能的要求對軌跡規(guī)劃的要求，采用了三次多項式的軌跡規(guī)劃方法。求出了三個關節(jié)變量的運動軌跡函數。
　　 移栽機械臂的控制器設計包括硬件設計

3、和軟件設計。硬件設計是基于FREESCALE公司生產的MC9S12D系列16位的MC9S12XDP512單片機為控制核心，驅動直流伺服電機采用驅動芯片LMD18200。而軟件設計就是根據移栽機械臂的正向和反向運動學分析和軌跡規(guī)劃計算出的關節(jié)運動參數發(fā)送給每個關節(jié)的驅動直流伺服電機，驅動移栽機械臂完成其功能要求。
　　 在MALTAB/Simulink中的SimMechanics模塊中，對軌跡規(guī)劃的方法進行了仿真，以驗證合理性。仿