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五自由度串联机器人控制系统研究与实现

更新时间：2020-02-25 10:31:02 大小：2M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：机器人控制系统 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

本文分析了HERO五自由度串联机器人的连杆结构，并建立了运动学方程，为对其进行点位控制提供了基础。建立了以单片机89C51为核心的控制系统，并利用单片机与计算机通讯构造人机操作界面。论文首先讨论了机器人的运动学问题，对HERO机器人进行了分析，画出了机器人的连杆简图。然后运用Denavt-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HERO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HERO机器人的唯一逆解的表达式。根据点位控制的要求，是通过给定的机器人末端参考点的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。本文分析了变换矩阵及其三阶子矩阵的性质并结合HERO机器人的实际特点，通过给定5到6个参数，唯一确定了机器人在某一位置的主变换矩阵。从而确定了HERO机器人点位控制系统的原始运行参数输入范围和格式，并为HERO机器人建立了从其工具坐标系到基坐标系构造主变换矩阵的数学方法。论文还阐述了机器人工作空间的有关问题，用直观的绘图法画出了HERO机器人工作空间的主视投影图和俯视投影图。根据HERO机器人工作空间的特点，确定了求机器人主变换矩阵时输入初始参数的范围，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HERO机器人的雅可比矩阵，并对逆雅可比矩阵进行了分析。最后利用AT89系列单片机和8254计时器等芯片搭建了HERO机器人的驱动系统。并应用VisualBasic语言在计算机上编写了HERO机器人点位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机器人的控制。