五自由度串聯(lián)機器人控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、本文分析了HERO五自由度串聯(lián)機器人的連桿結構，并建立了運動學方程，為對其進行點位控制提供了基礎。建立了以單片機89C51為核心的控制系統(tǒng)，并利用單片機與計算機通訊構造人機操作界面。 論文首先討論了機器人的運動學問題，對HERO機器人進行了分析，畫出了機器人的連桿簡圖。然后運用Denavt-Hartenberg表示方法建立了機器人各個關節(jié)的坐標系，最后求得了機器人末端手爪的某一參考點相對于基坐標系的位姿變換矩陣，建立了HERO機

2、器人的運動學正解方程。接著又用解析法求得了機器人的運動學逆解，并根據實際情況對逆解進行了分析，解決了多解的情況，確定了HERO機器人的唯一逆解的表達式。 根據點位控制的要求，是通過給定的機器人末端參考點的在主坐標系下的位置參數(shù)計算得到主變換矩陣，然后求出機器人各個關節(jié)需要運動的角度。本文分析了變換矩陣及其三階子矩陣的性質并結合HERO機器人的實際特點，通過給定5到6個參數(shù)，唯一確定了機器人在某一位置的主變換矩陣。從而確定了HER

3、O機器人點位控制系統(tǒng)的原始運行參數(shù)輸入范圍和格式，并為HERO機器人建立了從其工具坐標系到基坐標系構造主變換矩陣的數(shù)學方法。 論文還闡述了機器人工作空間的有關問題，用直觀的繪圖法畫出了HERO機器人工作空間的主視投影圖和俯視投影圖。根據HERO機器人工作空間的特點，確定了求機器人主變換矩陣時輸入初始參數(shù)的范圍，并建立了判斷輸入參數(shù)是否合法的方法。本文還對機器人的雅可比矩陣進行了討論和計算。構造了HERO機器人的雅可比矩陣，并對逆