五自由度串聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文分析了HERO五自由度串聯(lián)機(jī)器人的連桿結(jié)構(gòu)，并建立了運(yùn)動學(xué)方程，為對其進(jìn)行點(diǎn)位控制提供了基礎(chǔ)。建立了以單片機(jī)89C51為核心的控制系統(tǒng)，并利用單片機(jī)與計(jì)算機(jī)通訊構(gòu)造人機(jī)操作界面。 論文首先討論了機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)問題，對HERO機(jī)器人進(jìn)行了分析，畫出了機(jī)器人的連桿簡圖。然后運(yùn)用Denavt-Hartenberg表示方法建立了機(jī)器人各個關(guān)節(jié)的坐標(biāo)系，最后求得了機(jī)器人末端手爪的某一參考點(diǎn)相對于基坐標(biāo)系的位姿變換矩陣，建立了HERO機(jī)

2、器人的運(yùn)動學(xué)正解方程。接著又用解析法求得了機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)逆解，并根據(jù)實(shí)際情況對逆解進(jìn)行了分析，解決了多解的情況，確定了HERO機(jī)器人的唯一逆解的表達(dá)式。 根據(jù)點(diǎn)位控制的要求，是通過給定的機(jī)器人末端參考點(diǎn)的在主坐標(biāo)系下的位置參數(shù)計(jì)算得到主變換矩陣，然后求出機(jī)器人各個關(guān)節(jié)需要運(yùn)動的角度。本文分析了變換矩陣及其三階子矩陣的性質(zhì)并結(jié)合HERO機(jī)器人的實(shí)際特點(diǎn)，通過給定5到6個參數(shù)，唯一確定了機(jī)器人在某一位置的主變換矩陣。從而確定了HER

3、O機(jī)器人點(diǎn)位控制系統(tǒng)的原始運(yùn)行參數(shù)輸入范圍和格式，并為HERO機(jī)器人建立了從其工具坐標(biāo)系到基坐標(biāo)系構(gòu)造主變換矩陣的數(shù)學(xué)方法。 論文還闡述了機(jī)器人工作空間的有關(guān)問題，用直觀的繪圖法畫出了HERO機(jī)器人工作空間的主視投影圖和俯視投影圖。根據(jù)HERO機(jī)器人工作空間的特點(diǎn)，確定了求機(jī)器人主變換矩陣時(shí)輸入初始參數(shù)的范圍，并建立了判斷輸入?yún)?shù)是否合法的方法。本文還對機(jī)器人的雅可比矩陣進(jìn)行了討論和計(jì)算。構(gòu)造了HERO機(jī)器人的雅可比矩陣，并對逆