輕型機械臂模塊化設計與運動控制的研究.pdf

1、隨著科學的發(fā)展和技術的進步，移動機器人已經能夠代替人類執(zhí)行越來越多的任務了。本文設計了一個地面移動機器人用的輕型機械臂。
　　本文在確定了機械手臂的構型和方案之后，采用標準的D-H建模方法，建立了機械臂的數(shù)學模型。對機械臂的正運動學進行了分析，采用解析法對關節(jié)角進行解耦運算，推導出了逆運動學的封閉解析解，并采用功率最省做為性能指標，確定了唯一解。使用基于Matlab平臺下的RoboticsToolbox機器人工具箱對推導過程的正確

2、性進行了驗證與仿真。并根據關節(jié)的布置和運動范圍確定了機械臂的工作空間。
　　機械臂在結構設計上，采用了機電一體化設計思想，關節(jié)內部集成了多種傳感器系統(tǒng)；并部分采用了模塊化設計，各關節(jié)有相似的結構，由于機械臂自身重力的影響，根據其負載力矩選擇驅動電機和諧波減速器的型號。文中會具體介紹機械臂的關節(jié)構型模塊化設計過程。
　　本文采用了一種基于CAN總線分布式的控制方案。將工控機和關節(jié)控制器掛在CAN總線上。工控機主要功能是對關節(jié)控