六自由度開放式機器人控制系統的研究.pdf

1、在機器人學的研究中，機器人控制系統的體系結構研究一直是人們關注的熱點。然而多數商用機器人的控制系統采取了封閉式的結構：采用專用計算機作為上層主控機；使用專用機器人語言作為離線編程工具；采用專用微處理器，并將控制算法固定在EPROM 中。這樣的系統缺乏開放性，不便于系統的維護和改進，擴展性能較低。因此，研究具有開放式體系結構的機器人控制系統具有重要意義。 它也是目前國際上控制系統發(fā)展的趨勢，國際上發(fā)達國家已在該領域展開了激烈的競

2、爭。本文的主要目標是探討建立具有開放式體系結構的機器人控制系統硬件、軟件平臺的方法，以及在此基礎上對機器人三維建模和可視化仿真研究的成果進行介紹，最后對基于圖像的開放式機器人視覺伺服系統進行初步探討。 本論文的研究對象是六自由度工業(yè)機器人。文章首先介紹了機器人的本體結構，采用標準D-H 法則建立機器人空間運動學坐標和運動學模型，并在此基礎上分析了機器人運動學正問題和運動學逆問題。 然后，著重闡述了具有開放式結構的機器人

3、控制器的實現模式和開放特性，分析了控制器的硬件結構和設計原理，針對所建立的六自由度機器人本體，實現了具有開放式結構的控制系統的設計。 控制系統的硬件、軟件平臺有如下特點：系統硬件以工業(yè)PC+開放式控制器為核心，充分協調利用PC 機的豐富資源和控制器強大的實時處理能力，易于實現機器人實時、多任務控制的要求；系統軟件運行在Windows XP 平臺上，利用控制器提供的開放式接口，能夠很容易地進行二次開發(fā)，軟件實現采用模塊化的設計思想

4、。 本文詳細論述了利用圖形軟件接口OpenGL 在LabWindows/CVI 環(huán)境下構建了機器人可視化運動場景，建立了機器人可視化三維仿真模型的方法。利用串口通訊保證了三維圖形的實時顯示和機器人的實際運動同步，實現了在上位機實時監(jiān)控機器人的工作狀況。 文章最后對基于圖像的開放式機器人視覺伺服系統進行了初步的探討，研究了機器人視覺的圖像初級處理問題。 本系統提供了一個全開放、可擴展的機器人控制系統平臺，可方便