五自由度小型示教机器人运动控制研究与实现

更新时间：2020-02-23 12:00:05 大小：2M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：机器人运动控制 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

本文的五自由度小型机器人(HERO)主要用来教学演示。本文分析了机器人的结构，在此基础上建立了运动学方程，为其进行点位，插补控制提供了基础。机器人的主控制系统是以单片机为核心辅助外围芯片组成的，且利用单片机与计算机通讯构造主控制界面。首先对机器人的运动学进行了分析，画出了机器人的连杆简图。然后对机器人进行了初始复位的研究，使机器人能够在任意运行时知道机器人的位置坐标及一些相关的参数。然后运用Denavit-Hartenberg表示方法建立了机器人各个关节的坐标系，最后求得了机器人末端手爪的某一参考点相对于基坐标系的位姿变换矩阵，建立了机器人的运动学正解方程。接着又用解析法求得了机器人的运动学逆解，并根据实际情况对逆解进行了分析，解决了多解的情况，确定了机器人唯一逆解的表达式。在运动控制当中，通过给定的机器人末端参考点在主坐标系下的位置参数计算得到主变换矩阵，然后求出机器人各个关节需要运动的角度。且建立了从其终点坐标系到基坐标系构造主变换矩阵的数学方法。在此基础上，本文用直观的绘图法画出了机器人工作空间的主视投影图和俯视投影图。根据机器人工作空间的特点，确定了机器人主变换矩阵时输入终点参数的范围，并建立了判断输入参数是否合法的方法。本文还对机器人的雅可比矩阵进行了讨论和计算。构造了机器人的雅可比矩阵，并对逆雅可比矩阵进行了分析。本文又对机器人进行了插补算法的分析，并对机器人进行了直线插补的计算。在此基础上又对机器人的圆弧、样条曲线插补进行了理论分析。最后本文利用AT89系列单片机和8254计时器等芯片搭建了机器人的驱动系统。在控制当中，主要使用了光藕等元件做成隔离板进行信号的隔离和保护主控制板等。并应用Visual Basic语言在计算机上编写了机器人点位，插补控制的操作界面和计算程序。计算机和单片机之间采用RS-232串口进行通讯，使操作者利用计算机完成对计算机的控制。