【摘要】：隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,作為機(jī)器人的一個分支,機(jī)械臂控制技術(shù)的研究越來越成為機(jī)器人技術(shù)的研究熱點(diǎn)。為了完成對遠(yuǎn)端機(jī)械臂的操作控制任務(wù),本文完成了移動機(jī)械臂本體的結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真并設(shè)計了基于QNX的移動式機(jī)械臂控制系統(tǒng)。操作者可以通過機(jī)械臂的遙操作控制完成指定任務(wù)。本文以QNX實(shí)時操作系統(tǒng)為開發(fā)平臺,以C語言為開發(fā)工具,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)不僅滿足機(jī)械臂的控制要求,而且具有廣泛的通用性,改變控制對象后只需經(jīng)過少量改造就可滿足新的控制要求。本文從機(jī)械臂機(jī)械設(shè)計構(gòu)型、機(jī)械臂建模、系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計等方面研究了移動機(jī)械臂。首先,完成了機(jī)械臂機(jī)械構(gòu)型的設(shè)計及運(yùn)動學(xué)方程的推導(dǎo),完成了機(jī)械臂逆運(yùn)動學(xué)仿真,在軌跡規(guī)劃中以路徑最短為研究目標(biāo)并進(jìn)行了仿真,仿真實(shí)驗(yàn)表明該算法計算快速、精度高、滿足實(shí)時性要求。其次,研究了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計,詳細(xì)分析了系統(tǒng)各硬件部分的功能和實(shí)現(xiàn)方式,設(shè)計了系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),根據(jù)通訊需求確定各網(wǎng)絡(luò)的工作方式。最后,研究了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案,在介紹了QNX系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,闡述了控制系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計方案,然后又分析QNX系統(tǒng)多線程處理特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計了控制系統(tǒng)的多線程結(jié)構(gòu),并根據(jù)各線程的任務(wù)特點(diǎn)設(shè)定了各線程的優(yōu)先級和調(diào)度策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,本次設(shè)計的順利地完成了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的控制目標(biāo)。
[Abstract]:With the development of robot technology, as a branch of robot, the research of manipulator control technology has become a hot research topic of robot technology. In order to accomplish the operation and control task of the remote manipulator, the structure design and simulation of the mobile manipulator body are completed, and the mobile manipulator control system based on QNX is designed. The operator can accomplish the assigned task through the teleoperation control of the manipulator. In this paper, the control system of manipulator is designed and implemented on the platform of QNX real time operating system and C language. The control system not only meets the control requirements of the manipulator, but also has a wide range of versatility. After changing the control object, the new control requirements can be satisfied with only a small amount of modification. In this paper, the design configuration, modeling, hardware and software design of mobile manipulator are studied. Firstly, the design of mechanical configuration of manipulator and the derivation of kinematics equation are completed, and the inverse kinematics simulation of manipulator is completed. The shortest path is taken as the research goal in trajectory planning and the simulation results show that the algorithm is fast. High accuracy, meet the real-time requirements. Secondly, the hardware design of the control system is studied, the function and realization of each hardware part of the system are analyzed in detail, the communication network structure of the system is designed, and the working mode of each network is determined according to the communication requirement. Finally, the software design scheme of the control system is studied. On the basis of introducing the characteristics of the QNX system, the overall design scheme of the control system software is expounded, and then the multithread processing characteristics of the QNX system are analyzed. The multi-thread structure of the control system is designed, and the priority and scheduling strategy of each thread is set according to the task characteristics of each thread. The experimental results show that the design has successfully completed the purpose of the experiment and achieved the expected control goal.
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2415295