本文關(guān)鍵詞：環(huán)衛(wèi)機械手控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：機器人技術(shù)是一種涵蓋多門學科的典型數(shù)字化智能設(shè)備。隨著計算機科學技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、機器視覺技術(shù)等前沿科技的迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)的工業(yè)制造機器人技術(shù)向各個領(lǐng)域滲透,催生出種類繁多、功能各異、高智能化機器人產(chǎn)品,極大地促進了社會經(jīng)濟的發(fā)展和進步。串聯(lián)機械臂作為機器人大家族中的重要角色,其發(fā)展水平代表著一個國家工業(yè)化進程的高低。論文研究的對象是自主研發(fā)的環(huán)衛(wèi)機械手臂,在應(yīng)用軟件Proe進行三維建模的基礎(chǔ)上,對環(huán)衛(wèi)機械手臂研究背景、研究意義和關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀做了詳細介紹;結(jié)合三維模型和具體機械結(jié)構(gòu)采用D-H法構(gòu)建了環(huán)衛(wèi)機械手臂數(shù)學建模,在此基礎(chǔ)上重點分析了環(huán)衛(wèi)機械手臂運動學正/逆解問題,得到了臂架系統(tǒng)作業(yè)空間中任意有效點和臂架系統(tǒng)各關(guān)節(jié)變量間的關(guān)系表達式,給出了一種有效的關(guān)節(jié)變量的求逆解思路。完成了對機械手臂運動學正/逆解算法在MATLAB軟件下機器人工具箱的仿真,進一步驗證了運動學分析的正確性。其次,介紹了點對點運動和連續(xù)運動的概念,重點分析了機器人的關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃方法,討論了三次插值法、五次插值法、過路徑點的三次插值法和帶拋物線的線性插值法,并通過仿真軟件MATLAB得出了仿真曲線,通過仿真數(shù)據(jù)進一步分析了這些軌跡規(guī)劃方法各自的優(yōu)缺點,接著分析了環(huán)衛(wèi)機械手的工作情況,以其實際工作情況在MATLAB的SimMechanics Toolbox中進行關(guān)節(jié)空間仿真。最后,通過分析臂架實際作業(yè)時的性能要求,確立了環(huán)衛(wèi)機械手臂控制系統(tǒng)的設(shè)計方案,給出了整體臂架系統(tǒng)的控制原理,同時交代清楚了臂架各節(jié)臂控制原理,在此基礎(chǔ)上選用PLC作為主控制器并采用PID控制策略,給出合理程序流程圖和環(huán)衛(wèi)機械手電液控制系統(tǒng)框圖,為后續(xù)環(huán)衛(wèi)機械手臂智能化控制系統(tǒng)研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)衛(wèi)機械手 運動學 軌跡規(guī)劃 MATLAB仿真
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題來源與研究背景8-9
• 1.1.1 課題的來源8
• 1.1.2 課題的研究背景8-9
• 1.2 課題的研究目的和意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析10-12
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容12-14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 第2章 環(huán)衛(wèi)機械手臂運動學分析15-39
• 2.1 運動學控制對象分析15-16
• 2.2 主臂架運動學分析與求解16-33
• 2.2.1 標準D-H法參數(shù)法介紹16-19
• 2.2.2 主臂架運動學分析19-22
• 2.2.3 主臂架運動學正解分析22-24
• 2.2.4 主臂架運動學逆解分析24-30
• 2.2.5 臂架運行軌跡離散化分析30-32
• 2.2.5.1 離散化步長的選取30-31
• 2.2.5.2 離散化過程31-32
• 2.2.6 執(zhí)行元件運動分析32-33
• 2.3 環(huán)衛(wèi)機械手臂正運動學仿真33-37
• 2.4 環(huán)衛(wèi)機械手臂逆運動學仿真37-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第3章 環(huán)衛(wèi)機械手臂軌跡規(guī)劃研究39-53
• 3.1 環(huán)衛(wèi)機械手運動軌跡規(guī)劃概述39-40
• 3.2 環(huán)衛(wèi)機械手臂關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃40-46
• 3.2.1 采用三次多項式插值函數(shù)描述41-42
• 3.2.2 采用過路徑點的三次多項式插值函數(shù)描述42-43
• 3.2.3 采用五次多項式插值函數(shù)描述43-44
• 3.2.4 采用拋物線過渡線性插值函數(shù)描述44-46
• 3.3 環(huán)衛(wèi)機械手臂架姿態(tài)分析46-50
• 3.4 環(huán)衛(wèi)機械手臂工作空間仿真50-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第4章 環(huán)衛(wèi)機械手控制系統(tǒng)設(shè)計53-66
• 4.1 實際工況對臂架的性能要求53-55
• 4.1.1 臂架手動控制和自動控制53-54
• 4.1.2 臂架智能展開和收回功能54
• 4.1.3 臂架智能避障功能54-55
• 4.2 臂架控制系統(tǒng)總體控制原理55-60
• 4.2.1 臂架總體控制原理55-56
• 4.2.2 臂架各節(jié)臂控制原理56
• 4.2.3 各種傳感器選擇56-58
• 4.2.4 主控制器的確立58-60
• 4.2.4.1 PID控制原理58-59
• 4.2.4.2 PID參數(shù)整定59-60
• 4.3 臂架控制系統(tǒng)實施方案60-63
• 4.3.1 控制面板定制60-62
• 4.3.2 臂架一鍵展開和折回62-63
• 4.4 臂架控制系統(tǒng)程序設(shè)計方案63-64
• 4.5 臂架電液控制系統(tǒng)設(shè)計64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 第5章 總結(jié)和展望66-68
• 5.1 全文總結(jié)66-67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72-73
• 附錄73

【相似文獻】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳月軍;陸偉鴻;劉英杰;;護攔自動清掃裝置的設(shè)計[A];第十屆粵港機電工程技術(shù)與應(yīng)用研討會暨梁天培教授紀念會文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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2 艷春邋映平;迎澤區(qū)主要街道全面實行環(huán)衛(wèi)機械作業(yè)[N];太原日報;2008年

3 記者 唐愛平;我國環(huán)衛(wèi)機械出口第一大單交付[N];湖南日報;2010年

4 記者 楊正林;拉薩新型環(huán)衛(wèi)設(shè)備投入使用[N];西藏日報(漢);2010年

5 張旌 劉小平 李箐箐;環(huán)衛(wèi)機械：朝陽產(chǎn)業(yè)待噴薄[N];中國經(jīng)濟時報;2011年

6 林俊　王智飆 粟大為;湖南檢驗檢疫局多措并舉促進環(huán)衛(wèi)機械出口[N];中國國門時報;2010年

7 記者 王紅利;加大投入 改善設(shè)備 逐步提升環(huán)衛(wèi)機械化作業(yè)水平[N];開封日報;2013年

8 許澤群 王旭虹 劉鵬飛;環(huán)衛(wèi)機械：中國新型城鎮(zhèn)化的“清道夫”[N];中國經(jīng)濟時報;2014年

9 張廣玲　張曉鳳;九三投資49萬元更新環(huán)衛(wèi)設(shè)備[N];北大荒日報;2010年

10 記者 王正喜;環(huán)衛(wèi)機械成為徐州制造新軍[N];徐州日報;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 林琦;環(huán)衛(wèi)機械產(chǎn)業(yè)研究[D];華中師范大學;2015年

2 孫澤濤;環(huán)衛(wèi)機械手控制系統(tǒng)研究[D];湖北工業(yè)大學;2016年

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本文編號：974647