关节型服务机器人手臂轨迹规划算法与控制系统研究

作     者：王凯凯 

作者单位：上海应用技术学院 

学位级别：硕士

导师姓名：万衡

授予年度：2015年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

主      题：机器手臂 运动学 轨迹规划 FPGA Matlab仿真 

摘      要：随着社会的发展,机器人在人类的生活中扮演着越来越重要的角色,于此同时,人类对机器人的研究也越演越烈,其中服务机器人就是近期研究的热点。本文将对关节型服务机器人手臂轨迹规划算法与其控制系统进行深入的研究。根据本设计的要求,在数学理论的基础上,对本文服务机器人手臂进行坐标系建立,求解出该机器手臂的运动学正解和运动学逆解。对机器手臂轨迹规划算法进行了详细阐述,在关节空间中,讨论了多项式插值法和三次B样条函数插值法且给出了Matlab仿真图,并针对各自的优缺点提出了五次多项式和三次B样条函数的混合轨迹规划算法并进行了仿真验证;在笛卡尔空间中,分析了空间直线插值法和空间圆弧插值法且给出了Matlab仿真图,并在此基础上提出了基于空间圆弧过渡的匀速连续空间直线插值算法并进行了仿真验证。对服务机器人手臂的控制系统进行了设计搭建,完成了以PC机和FPGA为双核心控制器的控制系统的软件平台和硬件平台的搭建,并对搭建的软硬件控制平台的可靠性和稳定性进行了实验验证。