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《哈尔滨工程大学》 2007年
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开放式教学机器人控制系统研究

闫志超  
【摘要】: 串联型关节式机器人已广泛应用于工业自动化领域,但绝大部分机器人系统并不具备开放性。本文旨在设计一套基于PC平台、有较强开放性和通用性、六自由度微型串联型关节式机器人,以满足该学科教学需要,并且为实验室对机器人技术的继续深入研究提供平台。 论文首先介绍了工业机器人的国内外的发展概况,阐述了国内教学用机器人的研究和发展情况。结合本课题的实际要求,确定机器人的方案及研究内容。 设计了一种减速机构内置式的机器人关节结构,以实现机器人的外形美观、关节体积小、机械精度高等要求;应用有限元软件对机械系统中关键部件进行结构静力分析及模态分析,验证了其设计的可靠、合理。在此基础上,应用齐次坐标变换的方法对机器人的正、逆运动学进行了分析,为机器人控制和轨迹规划奠定了基础。 通过对机器人控制系统结构的深入研究,并基于开放式的设计理念,确定其整体控制方案,系统采用二级分布式控制结构。 以专用运动控制芯片LM629为核心,设计了一套硬件简洁、且能实现高精度位置控制的机器人单关节控制系统,实验表明其对关节控制效果理想。 最后,为满足系统上位机与各关节之间通讯的高可靠性和实时性的要求,本文对基于CAN总线标准的通讯系统做了深入研究,结合机器人系统的特点,完成CAN节点接口的硬件和软件设计。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP242.2

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