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三自由度机器人的控制系统的研究和仿真

  • 简介:摘 要机器人的制造水平标志着一个国家的综合科技实力,它一直是发达国家的重点研究项目。代表着高精尖科技的新型机器人体现了一个国家的尖端成果,而大量的工业机器人则使传统工业生产发生质的飞跃,其生产速度、生产质量...
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[目录]
1. 绪论
2. 机器人基础知识
3. 三自由度机器人运动学建模
4. 三自由度机器人的控制系统仿真
附录:仿真程序

[摘要]
机器人的制造水平标志着一个国家的综合科技实力,它一直是发达国家的重点研究项目。代表着高精尖科技的新型机器人体现了一个国家的尖端成果,而大量的工业机器人则使传统工业生产发生质的飞跃,其生产速度、生产质量、生产成本都是传统生产形式所望尘莫及的。现在全世界的机器人大军已经非常庞大其兵种也日益繁多起来。
本文通过三自由度机器人结构分析,建立机器人连杆坐标系,确定连杆参数,得到连杆D.H(Denavit.Hartenberg)矩阵,建立三自由度机器人的数学模型,讨论该机器人的正向运动、逆向运动学和雅可比矩阵,导入Matlab进行仿真。仿真编制简单的算法程序,对规划好的轨迹进行了运动学仿真,从而验证了连杆坐标系的正确性和连杆参数的合理性;在运动过程中各关节角连续变化,末端执行器可以实现预期的运动。

[正文]
1. 绪论
1.1 机器人的基本概念
机器人是传统的机构学与近代电子技术相结合的产物,也是二十一世纪高科技发展的一个重要内容。机器人的特点是能在自动控制下通过编程完成目标操作或移动作业。机器人的构造和性能体现了人和机器各自的优点,特别是体现了人的智能和适应性以及机器的作业准确性和在各种环境中完成作业的能力。机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。机器人技术是一门跨学科的综合性技术,多刚体学、机构学、机械设计、传感技术、电气液压驱动、控制工程、智能控制、计算机科学技术、人工智能和仿生学等学科都和机器人技术有密切的关系。机器人的研究、开发应用涉及到许多学科,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人一般应具有以下共同点:认为是外形像人或者像人的上肢,并能模仿人的动作;具有一定的智力、感觉和识别性;是人造的机器或机械电子装置。
本设计书中所指的机器人是工业机器人,或称操作机器人、机器人操作臂、通用机械手等。从外形上看,他和人的手臂很相似,是由一系列刚性连杆通过一系列柔性关节交替连接而成的开式链结构。
1.2 我国机器人的发展概况
我国的工业机器人从20世纪80年代“七五”科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关,已基本掌握了机器人的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术
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[参考文献]
[1] 谭民,徐德,侯增广,王硕,曹志强等 先进机器人控制 北京:高等教育出版社 2007
[2]孟庆鑫,王小东等 机器人技术基础 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社 2006
[3] 周远清等 智能机器人系统[M] 北京:清华大学出版社 1989
[4] 熊有伦等 机器人学 机械工业出版社 1993
[5] 马香峰主编 机器人机构学 机械工业出版社 1991.9
[6] 龚振邦主编 机器人机械设计 电子工业出版社 1995.1
[7] 蔡自兴 机器人学 清华大学出版社 2000
[8] 周伯英 工业机器人设计 机械工业出版社 1995
[9] 张铁,谢存禧 机器人学 华南理工大学出版社 2002.6
[10] 殷际英,何广平 关节型机器人 化学工业出版社 2003.8
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[原文截取]
摘 要
机器人的制造水平标志着一个国家的综合科技实力,它一直是发达国家的重点研究项目。代表着高精尖科技的新型机器人体现了一个国家的尖端成果,而大量的工业机器人则使传统工业生产发生质的飞跃,其生产速度、生产质量、生产成本都是传统生产形式所望尘莫及的。现在全世界的机器人大军已经非常庞大其兵种也日益繁多起来。
本文通过三自由度机器人结构分析,建立机器人连杆坐标系,确定连杆参数,得到连杆D.H(Denavit.Hartenberg)矩阵,建立三自由度机器人的数学模型,讨论该机器人的正向运动、逆向运动学和雅可比矩阵,导入Matlab进行仿真。仿真编制简单的算法程序,对规划好的轨迹进行了运动学仿真,从而验证了连杆坐标系的正确性和连杆参数的合理性;在运动过程中各关节角连续变化,末端执行器可以实现预期的运动。
关键词: 机器人; D-H建模; 运动学; Matlab仿真
Abstract
Robot manufacturing level marks a country's comprehensive scientific and technological strength, it has been.....
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