当前位置:主页 > 科技论文 > 自动化论文 >

便携移动机器人操作机械臂与控制研究

发布时间:2019-01-26 08:17
【摘要】:随着机器人技术的发展,作为机器人的一个分支,机械臂控制技术的研究越来越成为机器人技术的研究热点。为了完成对远端机械臂的操作控制任务,本文完成了移动机械臂本体的结构设计与仿真并设计了基于QNX的移动式机械臂控制系统。操作者可以通过机械臂的遥操作控制完成指定任务。本文以QNX实时操作系统为开发平台,以C语言为开发工具,设计并实现了机械臂的控制系统。该控制系统不仅满足机械臂的控制要求,而且具有广泛的通用性,改变控制对象后只需经过少量改造就可满足新的控制要求。本文从机械臂机械设计构型、机械臂建模、系统硬件及软件设计等方面研究了移动机械臂。首先,完成了机械臂机械构型的设计及运动学方程的推导,完成了机械臂逆运动学仿真,在轨迹规划中以路径最短为研究目标并进行了仿真,仿真实验表明该算法计算快速、精度高、满足实时性要求。其次,研究了控制系统的硬件设计,详细分析了系统各硬件部分的功能和实现方式,设计了系统的通讯网络结构,根据通讯需求确定各网络的工作方式。最后,研究了控制系统的软件设计方案,在介绍了QNX系统特点的基础上,阐述了控制系统软件的总体设计方案,然后又分析QNX系统多线程处理特点的基础上,设计了控制系统的多线程结构,并根据各线程的任务特点设定了各线程的优先级和调度策略。实验结果显示,本次设计的顺利地完成了实验目的,实现了预期的控制目标。
[Abstract]:With the development of robot technology, as a branch of robot, the research of manipulator control technology has become a hot research topic of robot technology. In order to accomplish the operation and control task of the remote manipulator, the structure design and simulation of the mobile manipulator body are completed, and the mobile manipulator control system based on QNX is designed. The operator can accomplish the assigned task through the teleoperation control of the manipulator. In this paper, the control system of manipulator is designed and implemented on the platform of QNX real time operating system and C language. The control system not only meets the control requirements of the manipulator, but also has a wide range of versatility. After changing the control object, the new control requirements can be satisfied with only a small amount of modification. In this paper, the design configuration, modeling, hardware and software design of mobile manipulator are studied. Firstly, the design of mechanical configuration of manipulator and the derivation of kinematics equation are completed, and the inverse kinematics simulation of manipulator is completed. The shortest path is taken as the research goal in trajectory planning and the simulation results show that the algorithm is fast. High accuracy, meet the real-time requirements. Secondly, the hardware design of the control system is studied, the function and realization of each hardware part of the system are analyzed in detail, the communication network structure of the system is designed, and the working mode of each network is determined according to the communication requirement. Finally, the software design scheme of the control system is studied. On the basis of introducing the characteristics of the QNX system, the overall design scheme of the control system software is expounded, and then the multithread processing characteristics of the QNX system are analyzed. The multi-thread structure of the control system is designed, and the priority and scheduling strategy of each thread is set according to the task characteristics of each thread. The experimental results show that the design has successfully completed the purpose of the experiment and achieved the expected control goal.
【学位授予单位】:沈阳理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP242

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨小兰;谈英姿;;基于CANopen协议的机器人数据采集模块设计[J];自动化与仪器仪表;2012年05期

2 ;工业实时以太网已成为运动控制领域的最重要技术[J];金卡工程;2012年04期

3 刘慧威;赵彦平;潘文静;;基于QNX的CAN总线控制器的初始化程序设计[J];电子质量;2012年01期

4 熊丹;;常见的嵌入式操作系统[J];电子世界;2011年10期

5 杨宁辉;陈怀民;段晓军;;基于QNX的无人机地面控制台嵌入式系统开发[J];计算机测量与控制;2011年02期

6 张凯锋;周晖;温庆平;桑瑞鹏;;空间站机械臂研究[J];空间科学学报;2010年06期

7 危淑敏;苗克坚;;基于QNX的实时嵌入式测试系统设计[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2007年11期

8 温哲;;浅议进程与线程[J];内蒙古电大学刊;2007年10期

9 徐方;;工业机器人产业现状与发展[J];机器人技术与应用;2007年05期

10 于登云;孙京;马兴瑞;;空间机械臂技术及发展建议[J];航天器工程;2007年04期

相关博士学位论文 前2条

1 张向利;基于以太网的数控系统现场总线技术研究[D];华中科技大学;2008年

2 熊友军;基于增强现实的遥操作关键技术研究[D];华中科技大学;2005年

相关硕士学位论文 前8条

1 邢葆轶;基于QNX的七自由度机械臂控制系统设计[D];沈阳理工大学;2013年

2 唐建平;复杂环境中移动机器人的路径规划[D];郑州大学;2012年

3 宋培;基于局域网的资源分享平台系统的研究与实现[D];西安工业大学;2011年

4 许阳钊;基于EtherCAT的分布式运动控制系统设计[D];华南理工大学;2011年

5 黄晓华;基于永磁无刷直流电机的双轮驱动电动汽车电驱动系统研究[D];山东大学;2011年

6 张文;基于嵌入式Linux操作系统的LXI多功能仪器系统软件的研究与实现[D];西安电子科技大学;2008年

7 郑剑飞;六自由度机械臂分布式控制系统的设计与研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

8 周强;基于QNX的分散控制系统现场控制站软件设计[D];华北电力大学(河北);2003年



本文编号:2415295

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2415295.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a00a9***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com