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基于LinuxCNC控制器的六自由度并联机构人机交互系统设计

更新时间：2020-02-09 00:53:48 大小：4M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：linuxcnc控制器 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

当前，基于Stewart平台的六自由度并联机构具有刚度大、重量轻、结构紧凑等优点，已经在空间机器人、并联数控机床等各尖端行业得到了广泛的应用。六自由度并联机构如果要完成某种特定的空间位姿或运动轨迹，实现机械系统设计的目的和任务，必须在控制器的控制作用下，通过进给驱动系统才能够实现。并联机构的开放性和多样性决定了与其配套的控制器也应该是开放的，国内外已经构建了开放式控制系统的标准协议和体系框架，但目前尚没有完全标准化和系列化。传统的控制器功能封闭、价格昂贵、配套硬件设备复杂，很难获得。但运行在开源Ubutu10.04实时操作系统环境下的LinuxCNC控制器是开源的，可从其网站上免费下载使用。

  本论文是基于LinuxCNC控制器，对六自由度并联机构进行研究，利用使用广泛的跨平台高级语言Python作为开发工具，开发设计了三维运动模型和虚拟控制面板，选用了运动控制卡、步进电机、滚珠丝杠等驱动装置，从而构建基于LinuxCNC控制器下的六自由度并联机构人机交互系统。其控制命令可以通过使用UG数控模块生成的标准数控代码来执行。本文主要研究内容如下：

  第一、分析并联机构的命名方法，计算基于 Stewart平台的6-UPS型并联机构的自由度数。对并联机构的正解和逆解算法进行分析，使用Python科学计算库函数编制六自由度并联机构逆解算法，并根据特例对杆长变化曲线进行仿真。

  第二、对LinuxCNC软件构架、通讯机制、运动控制系统进行详细分析，其模块化的设计思想和遵循开源协议的精神，使得通过调用合适的模块就能配置成实现特定功能的控制器。详细解析硬件抽象层及其halcmd语言，该语言是调用、配置LinuxCNC各模块、开发三维动态模型、建立虚拟控制面板、连接软硬件之间的信号和引脚的专用工具。

  第三、对比分析LinuxCNC控制器本身自带的两种界面模式Tkemc和AXIS，选择基于Python语言开发的AXIS界面模式。使用PyOpenGL（Python+OpenGL）语言构建了三维动态模型，通过硬件抽象层halcmd语言建立模块之间的连接，使得在AXIS界面模式下，通过输入数控代码，利用LinuxCNC控制器，可以直观形象地观察到六自由度并联机构平台运动轨迹及...

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