基于圖像的機(jī)械臂視覺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、機(jī)器人是一種具有擬人功能的機(jī)器，可以代替人類完成各種活動(dòng)。由于科技的飛速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域都已經(jīng)開始應(yīng)用到機(jī)器人。于此同時(shí)，機(jī)器人技術(shù)水平也隨之增高。人類要求機(jī)器人可以具有很強(qiáng)的適應(yīng)環(huán)境的能力和很高的智能，使其可以進(jìn)行感覺、思考、決策和動(dòng)作。視覺機(jī)器人可以滿足這樣的需求，因此視覺機(jī)器人成為當(dāng)今機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
　　本課題對(duì) PUMA560的原有的已老化并不具有開放性的控制系統(tǒng)進(jìn)行了重新的設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上加入視覺控

2、制系統(tǒng)，目的是將 PUMA560設(shè)計(jì)為一個(gè)開放性的示教設(shè)備。本文主要分為四個(gè)部分，機(jī)械臂 PUMA560各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)、各關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，視覺子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。
　　PUMA560機(jī)器人是一種具有6自由度的通用機(jī)械手，它有6個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)，各個(gè)關(guān)節(jié)組合動(dòng)作能夠模仿人類的腰部、肩部、肘部和手腕的運(yùn)動(dòng)。在對(duì)其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，先將原有的控制信號(hào)進(jìn)行隔離并找出控制信號(hào)流入端口，引入原系統(tǒng)的保護(hù)電路信號(hào)并提取位置反饋信號(hào)。

3、其中，驅(qū)動(dòng)電路采用PWM驅(qū)動(dòng)方式。關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)的調(diào)試是在 Matlab下，simulink里搭建 RTW實(shí)時(shí)仿真窗口，并通過 PCI1711數(shù)據(jù)采集板卡進(jìn)行機(jī)械臂與主控機(jī)之間的通信。對(duì)機(jī)械臂各關(guān)節(jié)進(jìn)行建模，根據(jù)各關(guān)節(jié)模型，設(shè)計(jì)了關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)，其為包含速率、位置雙閉環(huán)。利用達(dá)芬奇技術(shù)平臺(tái) DM6446試驗(yàn)箱，完成了圖像的采集、圖像處理以及圖像的特征點(diǎn)提取。本課題研究的是基于圖像的視覺伺服控制，視覺控制器設(shè)計(jì)核心是基于圖像雅克比矩陣的。本文