果蔬采摘機器人離線編程及控制系統(tǒng)設計.pdf

1、本文在國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃：項目編號：2006AA102257)“溫室內(nèi)全方位自主行走果蔬采摘機器人關鍵技術研究”項目的資助下，在對六自由度果蔬采摘機器人進行運動學分析、工作空間分析、軌跡規(guī)劃研究基礎之上，結(jié)合三維圖形庫OpenGL和CML(Cople.Motio.Library)運動控制庫開發(fā)了果蔬采摘機器人離線編程控制系統(tǒng)，論文所做的主要工作如下：
　　 (1)根據(jù)D-H變換理論，建立了機器人的正運動學和逆運動

2、學模型；結(jié)合分解法和包絡解析法求解了機器人工作空間，給出了工作空間的邊界圖；借助齊次變換矩陣及矢量積方法推導出機器人的雅可比矩陣；運用奇異值分解方法對機器人奇異位形進行了分析。
　　 (2)為保證關節(jié)速度和加速度的連續(xù)，應用五次多項式插值軌跡規(guī)劃，為實現(xiàn)CP(Continuou.Pat.Control)控制，在直角坐標空間內(nèi)分析和推導直線軌跡規(guī)劃算法和圓弧軌跡規(guī)劃算法，并用Matlab仿真了直線軌跡規(guī)劃。
　　 (3)采

3、用了基于PC和CAN控制卡的開放式控制結(jié)構(gòu)，選用ZLG-PCI511.CAN控制卡、Copley伺服驅(qū)動器、Maxo.R.35直流電機和光電編碼器、傳感器搭建了系統(tǒng)的硬件平臺，使用CME2調(diào)試軟件設置電機運行的各項參數(shù)，確保電機可靠平穩(wěn)運行。
　　 (4)在上述研究的基礎上，編寫了基于OpenGL和CML的機器人離線編程控制系統(tǒng)軟件程序，系統(tǒng)模塊主要有：圖形仿真模塊，利用OpenGL計算機三維圖形庫建立了機器人的模型和可視化的場