發(fā)布時間：2021-10-21 08:39

　　人類對于機器人的想象由來已久,古代時期就有能工巧匠可以制造出簡單的機器人,但是由于各種因素的限制,機器人技術(shù)并沒有發(fā)展起來。20世紀60年代,美國開創(chuàng)了工業(yè)機器人的先河,自此打開了機器人世界的大門,更多的專家和學者都踴躍的投身到這項新興的機器人技術(shù)的研究之中,這使得機器人這一技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展,并且隨著時間的積累,研究出的用于實際應用的機器人種類也越來越多。目前應用最廣泛的機器人當屬工業(yè)機器人,而工業(yè)機器人大多都是臂式機器人,即機械臂。機械臂在工業(yè)生產(chǎn)中的作業(yè)主要分為點到點的動作和沿特定軌跡作業(yè),即點動作業(yè)和跟蹤作業(yè),這兩種作業(yè)都需要保證機械臂運行過程的每個關(guān)節(jié)平穩(wěn)性,即關(guān)節(jié)的位置、速度、加速度平滑過渡。機械臂能夠代替人類從事繁重、危險的工作的前提是機械臂在生產(chǎn)中的精度達到要求。因機械臂本身具有復雜、強耦合、非線性等特性,為了實現(xiàn)機械臂的高精度控制,本文的研究對象是實驗室現(xiàn)有的機械臂,需對其軌跡規(guī)劃和軌跡跟蹤控制這兩個方面進行研究。本文的主要工作有以下幾方面:（1）對本文所研究的機械臂進行正向運動學建模,運用解析法進行逆運動學求解,運用蒙特卡羅法分析其工作空間,并驗證模型的合理性。（... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖12019年IFR公布全球工業(yè)機器人裝機量

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文-9-圖2.1硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖上位機硬件部分由計算機和網(wǎng)卡組成。通過網(wǎng)卡實現(xiàn)設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸。計算機主要做控制外部設(shè)備的工作，具體工作內(nèi)容如下：向運動控制卡發(fā)送控制命令以及查詢命令。機械臂控制系統(tǒng)接收上位機的控制命令并執(zhí)行，接收上位機的查詢命令并反饋電機工作情況。主要由四部分組成，分別是DMC-21X2型運動控制卡、驅(qū)動器、電機，機械臂運動控制系統(tǒng)組件如圖2.2所示，各部分具體功能如下：(1)運動控制器DMC-21x2是一種經(jīng)濟型多軸獨立控制器，x的取值是1-8，此運動控制器最多可以用來控制8個軸�？刂破骺梢詫η�進行平滑處理，針對復雜輪廓，為了減小運動沖擊實現(xiàn)平滑跟蹤，控制器提供了無限直線、圓弧的矢量進給，也就是任何復雜的曲線都可以通過直線和圓弧表示出來。(2)驅(qū)動器應該與伺服電機相匹配，控制器的脈沖信號并不能直接用來控制伺服電機，需要經(jīng)由伺服驅(qū)動器轉(zhuǎn)換成電流才能驅(qū)動伺服電機。(3)電機將電流轉(zhuǎn)換為產(chǎn)生運動的力，電流的大小決定了運動的力的大校電機帶動關(guān)節(jié)運動。(4)編碼器用來記錄電機的運行狀態(tài)。利用自身功能將電機的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化成電脈沖反饋給給控制器，依此來修正電機在實際運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的偏差。編碼器伺服電機六軸一軸伺服驅(qū)動器編碼器伺服電機10M以太網(wǎng)上位機機械臂控制系統(tǒng)運動控制器DMC-21X2系統(tǒng)管理/人機交互PC軌跡規(guī)劃伺服驅(qū)動器六自由度機械臂

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文-10-圖2.2運動控制系統(tǒng)組件2.1.1運動控制器運動控制器DMC-21x2是一種經(jīng)濟型多軸獨立控制器，此運動控制器最多可以用來控制8個軸，x的取值是1-8，分別是1到8軸的具體型號。此控制器具有通信快速、編碼器反饋快速、存儲不易失性的特點。圖2.3控制器接線圖控制器的微處理器是摩托羅拉68331系列微機，帶有各4兆的RAM和FLASH，可以為變量、數(shù)組、程序提供存儲空間和斷電保存作用。通過10M以太網(wǎng)和RS232串口與外部通信�？刂破鞯慕M件圖如下所示：計算機DMC-21x2運動控制器驅(qū)動器電源編碼器電機

【參考文獻】：
期刊論文
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[7]機器手臂軌跡規(guī)劃[J]. 王凱凱,萬衡.  制造業(yè)自動化. 2015(13)
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博士論文
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碩士論文
[1]六自由度機械臂運動規(guī)劃[D]. 黨浩明.北京信息科技大學 2018
[2]焊接機器人運動路徑優(yōu)化仿真分析[D]. 沈迪超.長春理工大學 2015
[3]串聯(lián)機器人運動學分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及仿真研究[D]. 王潤.天津大學 2012
[4]工業(yè)機器人笛卡爾空間軌跡規(guī)劃的研究[D]. 陳偉華.華南理工大學 2010
[5]機械臂滑�？刂品椒ㄑ芯考爸绷麟姍C的控制設(shè)計[D]. 許文芳.哈爾濱理工大學 2010
[6]6自由度串聯(lián)機械手位置逆解新方法[D]. 喬曙光.北京郵電大學 2008
[7]六自由度串聯(lián)機械手位置逆解若干問題的研究[D]. 李小唐.北京郵電大學 2006
[8]六自由度機械手運動學、動力學分析及計算機仿真[D]. 谷鳴宇.吉林大學 2005



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