破拆机器人运动控制系统研究

发布时间：2017-07-02 15:23

  本文关键词：破拆机器人运动控制系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的进步和居民生活水平的提高,产生了大量的废旧建筑物,因此对废旧建筑物的高效拆除工作变得尤为重要,破拆机器人可以高效的拆除废旧建筑物,破拆机器人的出现极大地解决了现在出现的问题,本设计属于省攻关项目,在此基础上对破拆机器人的运动控制系统进行了研究。论文主要进行了以下这些方面的研究：1、详细的介绍了破拆机器人国内外的发展趋势,以及国内外破拆机器人存在的问题,提出破拆机器人运动控制系统研究的必要性；2、介绍了破拆机器人的整机结构,由液压机械臂和移动平台组成,接下来简单的介绍了破拆机器人的运动控制,对机械臂的正解与逆解过程进行了运动学分析,建立了机械臂的运动学方程,采用三角函数迭加方式对机器人的正运动学进行分析,采用代数法对机器人的逆运动学进行分析,用MATLAB对解进行仿真验证；3、介绍了破拆机器人液压系统的基本原理,对液压油缸、液压马达进行选型,介绍了部分传感器的选型及PLC模拟量处理模块的选型；4、详细的介绍了破拆机器人的运动控制系统,运动控制系统的组成,破拆机器人的下位机控制方法及上位机控制画面,对液压机械臂进行模糊PID控制以提高其稳定性,本文采用实时采集的方法对控制效果进行MATLAB仿真验证。通过本论文的研究,为以后破拆机器人运动控制系统的研究提供了更多的技术方面的资料与支持。
【关键词】：破拆机器人 运动学仿真 PLC控制 运动控制系统
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 破拆机器人研究的背景及意义10-11
• 1.2 破拆机器人国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 本文主要研究内容13-16
• 1.3.1 破拆机器人系统优势13-14
• 1.3.2 破拆机器人的研究内容14-16
• 第2章 破拆机器人系统结构组成概述16-22
• 2.1 破拆机器人的智能控制系统16-18
• 2.1.1 破拆机器人智能控制系统的功能要求16-17
• 2.1.2 破拆机器人智能控制系统方案设计17-18
• 2.2 破拆机器人总体结构及工作过程分析18-21
• 2.2.1 破拆机器人结构18-20
• 2.2.2 破拆机器人工作原理20
• 2.2.3 破拆机器人工作过程分析20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 破拆机器人运动学分析及运动控制22-42
• 3.1 破拆机器人机械臂优化22-26
• 3.2 机械臂运动学分析26-36
• 3.2.1 破拆机械臂D-H建模27-29
• 3.2.2 破拆机械臂正运动学分析29-31
• 3.2.3 破拆机械臂逆运动学分析31-36
• 3.3 破拆机器人运动控制系统36-40
• 3.3.1 运动控制系统中的电气控制37-38
• 3.3.2 运动控制系统中的液压控制38-39
• 3.3.3 运动控制系统的主程序39-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第4章 破拆机器人液压系统分析与设计42-52
• 4.1 破拆机器人电液控制基本回路42-44
• 4.2 破拆机器人液压系统参数选择44-50
• 4.2.1 系统参数要求44-45
• 4.2.2 机械臂液压系统选型设计45-47
• 4.2.3 液压马达选型设计47-48
• 4.2.4 传感器选型设计48
• 4.2.5 比例阀选型设计48
• 4.2.6 模拟量模块的选型设计48-50
• 4.2.7 液压油箱的设计50
• 4.3 本章小结50-52
• 第5章 破拆机器人运动控制系统设计与实现52-82
• 5.1 开放式运动控制系统设计52-55
• 5.1.1 破拆机器人组织级结构53
• 5.1.2 破拆机器人协调级结构53-54
• 5.1.3 破拆机器人执行级结构54-55
• 5.2 破拆机器人下位机实现55-71
• 5.2.1 数据寄存器地址分配55-56
• 5.2.2 系统主程序56-57
• 5.2.3 斜坡输出子程序57-59
• 5.2.4 过程数据采集及标准化处理59-61
• 5.2.5 模糊控制子程序61-64
• 5.2.6 CRC校验子程序模块64-65
• 5.2.7 复位和暂停子程序65-66
• 5.2.8 模糊PID控制子程序66-70
• 5.2.9 PLC的无线通信70-71
• 5.3 破拆机器人上位机实现71-76
• 5.3.1 人机交互界面72
• 5.3.2 传感器状态界面72-74
• 5.3.3 报警界面74
• 5.3.4 运动控制模块74-75
• 5.3.5 以太网通信75-76
• 5.4 试验验证76-80
• 5.4.1 对破碎锤模糊控制的验证76-77
• 5.4.2 液压油管内压力变化验证77-78
• 5.4.3 机械臂模糊PID验证试验78-80
• 5.5 本章小结80-82
• 第6章 总结与展望82-84
• 6.1 总结82
• 6.2 展望82-84
• 参考文献84-88
• 后记88-90
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况90

【参考文献】

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本文编号：510483