基于LabVIEW的輪式模塊化機(jī)器人設(shè)計及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、模塊化作為一種新型的研究方式，在智能機(jī)器人領(lǐng)域倍受青睞。模塊化機(jī)器人是由多個獨立的執(zhí)行模塊、傳感模塊、驅(qū)動模塊、控制模塊所構(gòu)成，只需將各個模塊組合就可形成一套完整的機(jī)器人系統(tǒng)。相較于傳統(tǒng)設(shè)計的機(jī)器人功能結(jié)構(gòu)單一、維修保養(yǎng)不易等特點，新型的模塊化機(jī)器人則以其研發(fā)時間短、成本低、可靠性高等特點逐漸在智能機(jī)器人領(lǐng)域得到發(fā)展。圖形化編程是當(dāng)前編程領(lǐng)域提出的一種新型方式，以簡單直觀形象化的圖形代替原有的代碼，圖形之間的接口連線表示數(shù)據(jù)流向，編程難

2、度降低，效率提高。本文結(jié)合兩者的優(yōu)點，研究了基于圖形化編程的模塊化機(jī)器人運動性能，研究內(nèi)容包括機(jī)器人的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動性能分析、機(jī)器人軌跡行走控制算法和誤差計算、基于LabVIEW的圖形化模塊編程設(shè)計和控制系統(tǒng)編程的實現(xiàn)以及樣機(jī)試驗研究。
　　本文首先將機(jī)器人劃分為多種模塊并對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，對機(jī)器人的不同行走方式進(jìn)行了概述，得到了不同夾角的機(jī)器人四輪行走方式的速度分布示意圖，建立了正交布局方式的四輪底盤運動學(xué)模型方程，根據(jù)牛

3、頓第二定律推導(dǎo)了機(jī)器人運動模型的動力學(xué)方程，并對其在斜坡上運動的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。
　　其次，建立了基于超聲波測距和六軸加速度陀螺儀的機(jī)器人路徑行走的實時控制算法，并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了直線和圓弧幾何路徑的運動控制方程，校正了其行走過程中的路徑誤差及路徑調(diào)節(jié)方式；在LabVIEW開發(fā)環(huán)境中設(shè)計了機(jī)器人相對應(yīng)的控制編程模塊及實現(xiàn)了模塊組合的編程。
　　然后，設(shè)計實現(xiàn)了機(jī)器人的控制系統(tǒng)，包含電機(jī)控制的UART通信、定位姿態(tài)數(shù)據(jù)采集