基于RM-501機械臂視覺伺服系統(tǒng)的研究.pdf

1、機器人自誕生之日起就有著廣泛的應(yīng)用，近年來，機器人技術(shù)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有代表性的戰(zhàn)略技術(shù)之一。為使機器人能更好地適應(yīng)環(huán)境，具備一定的智能，需要給機器人配備各種外部傳感器，如力覺、觸覺、距離和視覺傳感器。視覺傳感器具有速度快、信息量大、功能多的特點，被認為是機器人最重要的傳感器。為機器人安裝眼睛，使機器人更加智能化，正是視覺伺服系統(tǒng)研究所要實現(xiàn)的目標。
　　視覺伺服系統(tǒng)根據(jù)視覺傳感器提供的機器人工作環(huán)境的外部信息，實時地調(diào)整機器

2、人的位姿，從而實現(xiàn)精確地跟蹤或定位。本文設(shè)計了基于機械臂RM-501的嵌入式視覺伺服系統(tǒng)。該系統(tǒng)以實現(xiàn)插軸入孔為目標，它包括視覺子系統(tǒng)、視覺控制器以及關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)三部分。相比于傳統(tǒng)的采用PC機做為控制單元的視覺伺服系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有處理速度快、適用性強、可靠性高等優(yōu)勢。
　　首先，本文在分析了視覺伺服的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合課題的目標，確定了視覺伺服系統(tǒng)的整體方案：眼在手上、基于圖像的視覺伺服方式。其次，進行了機械臂運動學分析。由于

3、多數(shù)場合對機械臂末端操作點的運動軌跡有嚴格的要求，課題進一步進行了插補算法實現(xiàn)軌跡規(guī)劃的仿真。設(shè)計并完成了關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的調(diào)試。關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)采用內(nèi)環(huán)為速率環(huán)，外環(huán)為位置環(huán)的雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對期望位置信息的跟隨。其中，控制器采用ADI公司的ADuC7026芯片，關(guān)節(jié)電機采用PWM方式調(diào)速，速率傳感器采用速率陀螺ADXRS300，位置反饋通過讀取光電碼盤的計數(shù)值實現(xiàn)。然后，設(shè)計并完成了基于ADSP BF533的視覺子系統(tǒng)。視覺子系統(tǒng)負責采集、處