智能搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法實(shí)現(xiàn)與路徑規(guī)劃實(shí)現(xiàn)論文

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1、智能搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法實(shí)現(xiàn)與路徑規(guī)劃實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文目錄中文摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ英文摘要…………………………………………………………………………………Ⅱ1緒論……………………………………………………………………………………11.1背景介紹……………………………………………………………………………11.2課題現(xiàn)狀……………………………………………………………………………11.3論文的研究思路……………………………………………………………………21.4論文的研究?jī)?nèi)容…………………………………………………………

2、…………22桁架式機(jī)器人…………………………………………………………………………23程序代碼………………………………………………………………………………53.1二軸主程序………………………………………………………………………63.2三軸主程序………………………………………………………………………371671.緒論1.1背景簡(jiǎn)介傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人常用于搬運(yùn)、噴漆、焊接和裝配工作。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的很多重體力勞動(dòng)必將由機(jī)器代替,這一方面可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,另一方面可以大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。搬運(yùn)機(jī)器人是可以進(jìn)行自動(dòng)化搬運(yùn)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。最早的搬運(yùn)機(jī)器人出現(xiàn)在196

3、0年的美國(guó)，Versatran和Unimate兩種機(jī)器人首次用于搬運(yùn)作業(yè)。搬運(yùn)作業(yè)是指用一種設(shè)備握持工件，是指從一個(gè)加工位置移到另一個(gè)加工位置。搬運(yùn)機(jī)器人可安裝不同的末端執(zhí)行器以完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運(yùn)工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動(dòng)。目前世界上使用的搬運(yùn)機(jī)器人逾10萬(wàn)臺(tái)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)床上下料、沖壓機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線、自動(dòng)裝配流水線、碼垛搬運(yùn)、集裝箱等的自動(dòng)搬運(yùn)。部分發(fā)達(dá)國(guó)家已制定出人工搬運(yùn)的最大限度，超過限度的必須由搬運(yùn)機(jī)器人來完成。搬運(yùn)機(jī)器人是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域出現(xiàn)的一項(xiàng)高新技術(shù)，涉及到了力學(xué)，機(jī)械學(xué)，電器液壓氣壓技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)，傳感器技

4、術(shù)，單片機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域，已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)體系中的一項(xiàng)重要組成部分。它的優(yōu)點(diǎn)是可以通過編程完成各種預(yù)期的任務(wù)，在自身結(jié)構(gòu)和性能上有了人和機(jī)器的各自優(yōu)勢(shì)，尤其體現(xiàn)出了人工智能和適應(yīng)性。應(yīng)用搬運(yùn)機(jī)器人進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用搬運(yùn)機(jī)氣人可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床的綜合加工自動(dòng)線上，目前幾乎都有搬運(yùn)機(jī)氣人，以減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)?？梢姡行У膽?yīng)用搬運(yùn)機(jī)器人，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì)機(jī)械手是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,改善勞動(dòng)條件,減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和實(shí)現(xiàn)工業(yè)生

5、產(chǎn)自動(dòng)化的一個(gè)重要手段,國(guó)內(nèi)外都很重視它的應(yīng)用和發(fā)展。搬運(yùn)機(jī)器人是典型的機(jī)電一體化數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣，作為先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會(huì)的新興產(chǎn)業(yè)，將對(duì)未來生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展起越來越重要的作用。671.2課題現(xiàn)狀移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人是一類能夠通過傳感器感知環(huán)境和自身狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)在有障礙物的環(huán)境中面向目標(biāo)自主運(yùn)動(dòng)，從而完成一定功能的機(jī)器人系統(tǒng)。理想的自主移動(dòng)機(jī)器人可以不需人的干預(yù)在各種環(huán)境中自主完成規(guī)定任務(wù)，具有較高的智能水平，但目前全自主的移動(dòng)機(jī)器人還大多處于實(shí)驗(yàn)階段，進(jìn)入實(shí)用的多為自主移動(dòng)機(jī)器人，通過人的干預(yù)在特定環(huán)境中執(zhí)行各種任務(wù)，而遙

6、控機(jī)器人則完全離不開人的干預(yù)。智能搬運(yùn)機(jī)器人是一類能夠通過傳感器、感知環(huán)境和自身狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)在有障礙物的環(huán)境中面向目標(biāo)自主運(yùn)動(dòng)，從而完成一定功能的機(jī)器人系統(tǒng)。移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)研究綜合了路徑規(guī)劃、導(dǎo)航定位、路徑跟蹤與運(yùn)動(dòng)控制等技術(shù)。涉及包括距離探測(cè)、視頻采集、溫濕度以及聲光等多種外部傳感器，作為移動(dòng)機(jī)器人的輸入信息。移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制主要是完成移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，提供一種移動(dòng)機(jī)器人的控制方式。性能良好的移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行的基礎(chǔ)，能夠服務(wù)于移動(dòng)機(jī)器人研究的通用開發(fā)平臺(tái)。1.3論文的研究思路首先對(duì)桁架式機(jī)器人有較深刻的理解。對(duì)機(jī)器人碼垛動(dòng)

7、作做路徑規(guī)劃。具體工作包括首先對(duì)貨盤書貼包的尺寸進(jìn)行測(cè)量，建立模型。之后根據(jù)模型設(shè)置機(jī)械爪的路徑點(diǎn)。還將對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人手爪運(yùn)動(dòng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模與控制仿真。之后在機(jī)器人上驗(yàn)證動(dòng)力學(xué)控制算法。1.4論文的研究?jī)?nèi)容首先對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人進(jìn)行建模。得出桁架式搬運(yùn)機(jī)器人的正解與反解，建立搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。之后利用拉格朗日法建立機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型。使其能夠適用于對(duì)不同載荷下的機(jī)器人。之后將根據(jù)建立的動(dòng)力學(xué)模型，建立相應(yīng)的控制器，對(duì)機(jī)器人運(yùn)行的速度、位置進(jìn)行控制。使其能夠在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到目標(biāo)位置。本課題將對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解進(jìn)行MATLAB計(jì)算仿真。驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。還

8、將對(duì)控制器進(jìn)行MATLAB計(jì)算仿真。驗(yàn)證動(dòng)力學(xué)模型的準(zhǔn)確性與控制算法的有效性。最后將首先根據(jù)貨