基于矢量字体的机械臂控制技术研究

发布时间：2021-05-19 00:43

　　目前,机器人技术在工业和生活中发挥着重要作用,是未来研究的重要方向,与国外先进的机器人产业相比,我国的机器人技术仍需持续研究,目前得到政府和社会关注和大力支持。写字机械臂具有一般机器人的基本特征,涉及机器人领域的轨迹规划等基本知识,可以应用到雕刻、喷涂等领域。论文首先对国内外机器人技术发展和研究现状进行研究,根据应用设计和开发了五自由度机械臂作为实验样机,然后对机器人领域的基础理论如运动学、工作范围、轨迹规划进行描述和分析,在此基础上建立数学模型并进行Matlab仿真分析,分析结果对理论分析进行了验证;研究矢量字体的坐标提取为机械臂的写字路径提供依据;对机器人的写字控制算法进行研究和仿真;最后搭建了机械臂的控制系统,并进行写字测试。本文主要研究工作为:根据五自由度机械臂,建立连杆坐标系,获得D-H参数,计算出正、逆运动学的数学模型并使用Matlab机器人工具箱进行建模和仿真分析,包括机械臂的建模、工作空间、笛卡尔空间、关节空间轨迹规划;介绍了几种矢量字体,包括TTF、SHX两种矢量字体坐标的提取及点阵字体的矢量化方法与坐标提取;对机械臂的写字控制算法包括轨迹规划、姿态规划、关节空间规划... 

【文章来源】：河南工业大学河南省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 机器人的研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 轨迹控制在机器人中的应用
    1.3 本论文的主要研究内容与章节安排
        1.3.1 机器人学相关问题
        1.3.2 本文的章节安排
2 五自由度机械臂设计及分析
    2.1 机械臂设计
        2.1.1 机械臂自由度
        2.1.2 驱动系统设计
    2.2 机械臂运动学理论基础
        2.2.1 位置及方位描述
        2.2.2 坐标变换
        2.2.3 连杆坐标系与D-H法
    2.3 运动学分析
        2.3.1 机器人的D-H参数
        2.3.2 运动学正解
        2.3.3 运动学逆解
        2.3.4 工作空间
    2.4 轨迹规划
        2.4.1 笛卡尔空间规划
        2.4.2 姿态规划
        2.4.3 关节空间规划
    2.5 机器人工具箱仿真分析
        2.5.1 基于工具箱的机器人三维模型
        2.5.2 运动学的多解验证
        2.5.3 工作空间仿真
        2.5.4 轨迹规划仿真
    2.6 本章小结
3 矢量字体坐标提取
    3.1 矢量字体简介
    3.2 点阵字符及矢量化
        3.2.1 点阵字符的提取
        3.2.2 点阵汉字的矢量化
    3.3 TrueType矢量字体
        3.3.1 TrueType字体简介
        3.3.2 TrueType字符轮廓提取
    3.4 Shx矢量字体
        3.4.1 Shx字体简介
        3.4.2 Shx字体的DXF文件提取
        3.4.3 Shx字体坐标提取
    3.5 字体坐标变换
    3.6 本章小结
4 机械臂的控制算法研究
    4.1 LabVIEW软件简介
    4.2 轨迹规划
        4.2.1 直线插补
        4.2.2 圆弧插补
        4.2.3 NURBS曲线插补
    4.3 姿态规划
    4.4 关节空间规划
    4.5 仿真系统
    4.6 本章小结
5 写字控制系统平台开发
    5.1 机械臂控制系统总体设计
    5.2 控制系统设计
        5.2.1 舵机控制
        5.2.2 WiFi控制
    5.3 上位机开发与系统测试
        5.3.1 上位机界面
        5.3.2 WiFi连接测试
    5.4 系统测试与结果分析
    5.5 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
作者简介、攻读硕士期间发表论文



本文编号：3194781