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)相對時(shí)間的函數(shù)表達(dá)式。對機(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。最后對控制系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行了單獨(dú)測試和聯(lián)合測試,發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)各模塊能滿足工業(yè)機(jī)器人對控制系統(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 蔡銳龍;李曉棟;錢思思;;國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2016年04期

2 張奔;卞新高;朱燈林;;基于PC與ARM的四足機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];機(jī)電工程;2015年10期

3 鄧廣福;王效;劉鵬;;機(jī)器人技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀探究[J];裝備制造技術(shù);2015年04期

4 田濤;鄧雙城;楊朝嵐;張澤;鄭海洋;王福利;周唐愷;;工業(yè)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];新技術(shù)新工藝;2015年03期

5 駱敏舟;方健;趙江海;;工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用[J];機(jī)械制造與自動(dòng)化;2015年01期

6 張立為;陳浩;陳堅(jiān);;選擇嵌入式系統(tǒng)主處理器的幾個(gè)重要參考因素[J];中國新通信;2015年03期

7 張婷;;人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)在產(chǎn)品可用性中的應(yīng)用研究[J];包裝工程;2014年20期

8 王田苗;陶永;;我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2014年09期

9 曹建福;汪霖;;模塊化工業(yè)機(jī)器人嵌入式控制系統(tǒng)的研究[J];控制工程;2013年02期

10 孫志杰;王善軍;張雪鑫;;工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào);2011年07期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 趙巍;數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)算法及加減速控制方法研究[D];天津大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 施文龍;六軸工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];武漢科技大學(xué);2015年

2 邵劍;基于PowerPC架構(gòu)的高速緩存單元的設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2015年

3 李宗龍;自動(dòng)化碼垛機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究[D];燕山大學(xué);2014年

4 李偉;六自由度關(guān)節(jié)式機(jī)器人控制系統(tǒng)開發(fā)[D];華東理工大學(xué);2014年

5 胡慶余;基于S3C6410的嵌入式Linux操作系統(tǒng)的移植[D];華中科技大學(xué);2013年

6 聶和平;基于ARM9的嵌入式Linux系統(tǒng)移植與驅(qū)動(dòng)開發(fā)[D];南京郵電大學(xué);2013年

7 牛永康;六自由度串聯(lián)機(jī)器人軌跡規(guī)劃時(shí)間最優(yōu)研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2013年

8 王珊珊;輪式移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2013年

9 蘭文寶;基于PMAC的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

10 李常;嵌入式MIPS微處理器設(shè)計(jì)[D];清華大學(xué);2010年

，

本文編號：2027666