新型移動機器人系統(tǒng)設計與研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、移動機器人是由多自由度機械手固定安裝在一個全方位移動平臺上構成的,使機器人具有幾乎無限大的操作空間且能以更加適合的姿態(tài)來執(zhí)行任務,具有更大的機動性與靈活性。本課題設計開發(fā)了五自由度機械手和移動小車配合應用的新型柔性機械臂實驗平臺,用于教學和科研,將來可拓展為用于服務行業(yè)的輔助型機器人,或者用于自動化工廠物料搬運包裝。
  傳統(tǒng)串聯(lián)型多關節(jié)機械臂自重大,負載能力小,本課題中機械臂采用鋼絲繩傳動結構,將所有關節(jié)的驅(qū)動件均放置在基座位置

2、,克服了傳統(tǒng)機械臂的缺點,具有質(zhì)量輕,外負載自重比大等特點。而采用新型的8字型纏繞方式可以實現(xiàn)機械臂運動學的解耦,使其控制簡單可靠。此外,根據(jù)項目要求利用Pro/E三維建模軟件設計了機器人的整體方案和具體機械結構,并搭建了試驗樣機。
  研究中,采用D-H法建立了機械手的桿件坐標系和機械手的運動學方程。研究了具有運動耦合關節(jié)的機器人的運動學反解問題。由于關節(jié)運動耦合導致某些關節(jié)角得不到解析解,本課題中利用牛頓法求解數(shù)值解。為了解決

3、機械手的連續(xù)路徑規(guī)劃問題,分別詳細地分析了關節(jié)空間規(guī)劃方法和笛卡爾空間規(guī)劃方法,兩種規(guī)劃方法相結合實現(xiàn)了機器人直線或圓弧等光滑路徑軌跡運動。
  對控制系統(tǒng)進行總體結構功能分析,選用嵌入式運動控制系統(tǒng)以及合適的驅(qū)動設備和傳感器,并設計了控制系統(tǒng)硬件的主電路圖和控制電路。對軟件系統(tǒng)進行了總體的描述,確定了控制軟件各主要功能模塊的設計方案,開發(fā)了相應實時控制軟件系統(tǒng)。通過實驗測試和驗證,該機器人結構系統(tǒng)外觀整潔緊湊,能夠滿足負載要求,

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