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四自由度教学机器人的研制

熊青春  
【摘要】:本文设计了一个教学用SCARA机器人。SCARA机器人(全称Selectively Compliance Articulated Robot Arm)很类似人的手臂的运动,它包含肩关节肘关节和腕关节来实现水平和垂直运动。它是一种工业机器人,具有四个自由度。其中,三个旋转自由度,另外一个是移动自由度。它能实现平面运动,具有柔顺性,全臂在垂直方向的刚度大,在水平方向的柔性大,广泛用于装配作业中。 本文用模块化没计方法设计了SCARA机器人的机械结构。分析了SCARA机器人的运动学正解和逆解,建立了机器人末端位姿误差计算模型。设计了组成控制系统的硬件和软件。机器人系统采用基于PC的开放式运动控制体系架构,运动控制采用基于PCI总线的高性能多轴运动控制卡。在Windows环境下用Visual C++开发控制系统软件。本文还研究了机器人轨迹规划技术,讨论了SCARA机器人的关节空间轨迹规划算法和笛卡儿空间的两种直线轨迹插补方法。


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