| 【中文题名】 | 六自由度开放式机器人控制系统的研究 |
| 【英文题名】 | The Research of 6-DOF Open Robot Control System |
| 【学科专业】 | 测试计量技术与仪器 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-27 |
| 【中关键词】 | 开放式体系结构,机器人系统,OpenGL,LabWindowsCVI,可视化仿真,图像处理 |
| 【英关键词】 | Open Architecture,Robot System,OpenGL,LabWindows/CVI,Visual Simulation,Image Processing, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人> |
| 【论文摘要】 |
在机器人学的研究中,机器人控制系统的体系结构研究一直是人们关注的热点。然而多数商用机器人的控制系统采取了封闭式的结构:采用专用计算机作为上层主控机;使用专用机器人语言作为离线编程工具;采用专用微处理器,并将控制算法固定在EPROM中。这样的系统缺乏开放性,不便于系统的维护和改进,扩展性能较低。因此,研究具有开放式体系结构的机器人控制系统具有重要意义。它也是目前国际上控制系统发展的趋势,国际上发达国家已在该领域展开了激烈的竞争。本文的主要目标是探讨建立具有开放式体系结构的机器人控制系统硬件、软件平台的方法,以及在此基础上对机器人三维建模和可视化仿真研究的成果进行介绍,最后对基于图像的开放式机器人视觉伺服系统进行初步探讨。
本论文的研究对象是六自由度工业机器人。文章首先介绍了机器人的本体结构,采用标准D-H法则建立机器人空间运动学坐标和运动学模型,并在此基础上分析了机器人运动学正问题和运动学逆问题。
然后,着重阐述了具有开放式结构的机器人控制器的实现模式和开放特性,分析了控制器的硬件结构和设计原理,针对所建立的六自由度机器人本体,实现了具有开放式结构的控制系统的设计。
控制系统的... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-10 |
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第1章 绪 论 |
10-16 |
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1.1 国外工业机器人发展概况 |
10-11 |
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1.2 国内工业机器人发展概况 |
11-13 |
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1.3 开放式控制系统概述 |
13-14 |
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1.4 工业机器人的发展趋势 |
14-15 |
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1.5 课题来源及研究目的和意义 |
15 |
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1.6 论文内容安排 |
15-16 |
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第2章 六自由度机器人的结构及运动学分析 |
16-28 |
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2.1 机器人的自由度 |
16 |
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2.2 六自由度机器人的结构 |
16-19 |
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2.2.1 机器人的结构 |
16-17 |
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2.2.2 六自由度机器人机械系统 |
17-19 |
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2.3 六自由度机器人的运动学分析 |
19-27 |
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2.3.1 机器人运动学基本概念 |
19 |
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2.3.2 机器人运动学建模 |
19-22 |
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2.3.3 机器人正运动学分析 |
22-24 |
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2.3.4 机器人逆运动学分析 |
24-27 |
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2.4 本章小结 |
27-28 |
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第3章 六自由度开放式机器人控制系统硬件设计 |
28-42 |
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3.1 基于PC 的开放式控制系统 |
28-30 |
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3.2 开放式控制系统的硬件系统结构 |
30-31 |
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3.3 基于DSP 和CPLD 的开放式控制器的设计 |
31-34 |
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3.3.1 开放式机器人控制器的设计目标 |
31-32 |
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3.3.2 开放式控制器的硬件设计 |
32-34 |
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3.3.3 开放式控制器的软件实现 |
34 |
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3.4 交流伺服控制系统 |
34-39 |
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3.4.1 伺服控制系统组成 |
34-35 |
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3.4.2 伺服控制系统的通讯功能 |
35-39 |
|
3.5 控制系统辅助功能的设计 |
39-41 |
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3.6 本章小结 |
41-42 |
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第4章 六自由度开放式机器人三维建模及可视化仿真 |
42-54 |
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4.1 LabWindows/CVI 简介 |
42-43 |
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4.2 OpenGL 图形库概述 |
43-47 |
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4.2.1 OpenGL 发展历史及特点 |
43-44 |
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4.2.2 OpenGL 的基本功能 |
44-45 |
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4.2.3 OpenGL 的体系结构 |
45-46 |
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4.2.4 OpenGL 图形操作步骤 |
46-47 |
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4.3 基于LabWindows/CVI 和OpenGL 的机器人三维建模 |
47-52 |
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4.3.1 在LabWindows/CVI 中配置OpenGL |
47-48 |
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4.3.2 六自由度机器人的三维建模 |
48-52 |
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4.4 机器人可视化仿真 |
52-53 |
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4.5 本章小结 |
53-54 |
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第5章 六自由度开放式机器人控制系统软件设计 |
54-61 |
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5.1 系统总体软件结构 |
54-58 |
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5.2 系统软件实现 |
58-60 |
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5.3 本章小结 |
60-61 |
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第6章 六自由度机器人视觉系统 |
61-71 |
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6.1 机器人视觉系统的基本原理 |
61-62 |
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6.2 视觉系统的硬件组成方案 |
62-64 |
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6.2.1 视觉系统的硬件结构 |
62 |
|
6.2.2 视觉系统主要硬件组成 |
62-64 |
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6.3 视觉系统的图像初级处理 |
64-70 |
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6.3.1 图像获取 |
64 |
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6.3.2 图像预处理 |
64-70 |
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6.4 本章小结 |
70-71 |
|
结论 |
71-73 |
|
参考文献 |
73-76 |
|
致谢 |
76-77 |
|
攻读硕士学位期间所发表的论文 |
77 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385699 |
