【摘 要】
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近年来,工业机器人相关技术取得了较大进展,加上传感器技术的突破和人工智能等相关领域的长足发展,工业机器人控制器得到了迅猛的发展。而控制系统作为其核心组成部分,也已经
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近年来,工业机器人相关技术取得了较大进展,加上传感器技术的突破和人工智能等相关领域的长足发展,工业机器人控制器得到了迅猛的发展。而控制系统作为其核心组成部分,也已经发展成为结合开放式体系和模块化可重构等架构体系的复杂而又可拓展的多元化系统。本文针对待开发的控制系统构建了一个具备4-DOF的机械本体,根据其机械结构独有的特点和控制系统所要完成的任务特性,对机器人控制系统进行功能需求分析,确定了基于ARM和Linux的子系统分离控制方案。然后为搭建好的四自由度机器人建立D-H模型,进行正运动学和逆运动学分析,并借助代数法解得运动关节相对时间的函数表达式。对机器人末端执行器进行笛卡尔空间坐标下的路径规划,计算得出速度对时间的位移s(t)-速度v(t)-时间t三次多项式运动规划方程。其次设计了基于ARM11核心处理器的部分硬件,比如UART、LCD屏、触摸屏、SD卡槽、4x4键盘等电路。随即搭建了基于Linux的嵌入式软件运行环境,实现了LCD、UART、4x4矩阵键盘等底层驱动。采用面向对象的思想和多线程技术,构造了整个控制系统的模块化框架,开发了基于MODBUS通讯协议的串口通信、基于SQL的文档数据、单轴示教和嵌入动画演示功能的轨迹控制等功能模块。最后对控制系统各个模块进行了单独测试和联合测试,发现控制系统各模块能满足工业机器人对控制系统的功能要求,符合四自由度码垛机器人的特性所需求的应用要求。
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