發(fā)布時(shí)間：2018-06-16 18:18

  本文選題：機(jī)器人控制器 + ARM　； 參考：《南京航空航天大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,工業(yè)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)取得了較大進(jìn)展,加上傳感器技術(shù)的突破和人工智能等相關(guān)領(lǐng)域的長(zhǎng)足發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人控制器得到了迅猛的發(fā)展。而控制系統(tǒng)作為其核心組成部分,也已經(jīng)發(fā)展成為結(jié)合開放式體系和模塊化可重構(gòu)等架構(gòu)體系的復(fù)雜而又可拓展的多元化系統(tǒng)。本文針對(duì)待開發(fā)的控制系統(tǒng)構(gòu)建了一個(gè)具備4-DOF的機(jī)械本體,根據(jù)其機(jī)械結(jié)構(gòu)獨(dú)有的特點(diǎn)和控制系統(tǒng)所要完成的任務(wù)特性,對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行功能需求分析,確定了基于ARM和Linux的子系統(tǒng)分離控制方案。然后為搭建好的四自由度機(jī)器人建立D-H模型,進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,并借助代數(shù)法解得運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)相對(duì)時(shí)間的函數(shù)表達(dá)式。對(duì)機(jī)器人末端執(zhí)行器進(jìn)行笛卡爾空間坐標(biāo)下的路徑規(guī)劃,計(jì)算得出速度對(duì)時(shí)間的位移s(t)-速度v(t)-時(shí)間t三次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方程。其次設(shè)計(jì)了基于ARM11核心處理器的部分硬件,比如UART、LCD屏、觸摸屏、SD卡槽、4x4鍵盤等電路。隨即搭建了基于Linux的嵌入式軟件運(yùn)行環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了LCD、UART、4x4矩陣鍵盤等底層驅(qū)動(dòng)。采用面向?qū)ο蟮乃枷牒投嗑�程技術(shù),構(gòu)造了整個(gè)控制系統(tǒng)的模塊化框架,開發(fā)了基于MODBUS通訊協(xié)議的串口通信、基于SQL的文檔數(shù)據(jù)、單軸示教和嵌入動(dòng)畫演示功能的軌跡控制等功能模塊。最后對(duì)控制系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行了單獨(dú)測(cè)試和聯(lián)合測(cè)試,發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)各模塊能滿足工業(yè)機(jī)器人對(duì)控制系統(tǒng)的功能要求,符合四自由度碼垛機(jī)器人的特性所需求的應(yīng)用要求。
[Abstract]:In recent years, great progress has been made in the related technology of industrial robot. With the breakthrough of sensor technology and the rapid development of artificial intelligence and other related fields, industrial robot controller has been rapidly developed. As its core component, the control system has also developed into a complex and extensible pluralistic system combining open architecture and modular reconfigurable architecture. In this paper, a 4-DOF mechanical ontology is constructed for the control system to be developed. According to the unique characteristics of the mechanical structure and the task characteristics of the control system, the functional requirements of the robot control system are analyzed. The separate control scheme of subsystem based on arm and Linux is determined. Then the D-H model is built for the four-degree-of-freedom robot, and the forward kinematics and inverse kinematics analysis are carried out, and the function expression of the relative time of the kinematic joint is obtained by using the algebraic method. The path planning of the robot end effector in Cartesian space coordinates is carried out, and the kinematic programming equation of the displacement of velocity to time is obtained. Secondly, some hardware based on ARM11 core processor is designed, such as UART LCD screen, touch-screen SD card slot 4x4 keyboard and so on. Then the embedded software running environment based on Linux is built, and the underlying driver, such as LCD-UART 4x4 matrix keyboard, is realized. The modularization frame of the whole control system is constructed by using the object-oriented thought and multi-thread technology. The serial port communication based on Modbus protocol and the document data based on SQL are developed. Single-axis demonstration and embedded animation demonstration function of trajectory control and other functional modules. Finally, each module of the control system is tested separately and jointly. It is found that each module of the control system can meet the functional requirements of the control system of the industrial robot and meet the requirements of the application of the characteristics of the four-degree-of-freedom palletizing robot.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2027666