文档介绍：江西理工大学
SCARA机器人运动控制系统设计
机器人控制技术结课作业
许楠 6120160149
2017/6/19
目录
自述 3
摘要 4
1 引言 5
2 系统分析及算法分析 6
SCARA机器人的结构分析 6
SCARA机器人的总体结构 6
SCARA机器人各关节的装配结构 7
SCARA机器人腕部关节的运动 8
SCARA机器人的运动学分析 10
机器人位姿的数学描述 10
SCARA机器人的D-H坐标变换 13
SCARA机器人的正运动学分析 16
SCARA机器人的逆运动学分析 16
SCARA机器人动力学分析 18
动力学建模方法 18
Lagrange函数 18
机器人拉氏动力学方程 19
SCARA机器人的动力学方程 20
3 轨迹规划 25
SCARA机器人轨迹规划的方法 25
SCARA机器人轨迹规划的生成 27
4 控制策略 30
机器人控制系统的特点和要求 31
机器人控制的分类 31
基于运动控制卡和步进单元的运动控制 31
5 系统总体设计 33
机械传动方案 33
机器人关键零部件设计 33
大臂和小臂机械结构设计 33
腕部机械结构设计 33
滚珠丝杠部分 33
主轴部分 34
其它设计 34
6 硬件设计与选型 35
机器人关键零部件的选型 35
步进电机的计算和选择 35
同步带的选择计算 36
滚珠丝杠的选型设计及计算 38
运动控制系统的硬件 41
运动控制卡选择 41
步进电机驱动器的选择 41
7 软件设计及系统集成 43
运动控制卡的编程 43
系统控制软件的设计 43
控制系统主要模块 43
控制系统软件的VC实现 43
参考文献 45
附录 46
自述
经过了半个学期大约八周的机器人控制课程的学****说真心话,对自己的表现不是很满意,未能理解机器人控制技术的精髓,甚至于说连皮毛都没有。在学期末老师布置的作业中,在有限的时间里,面对着一个完全生疏的领域,说实话,自己是不知所措的,不知道该从哪里入手,稀里糊涂之中,下载了大量的文献论文,质量参差不齐,选择了一篇自己看来较为完整的学位论文,对他的内容进行了从头到尾的阅读,但是仍然彷徨与迷茫,很多不理解的东西,文中也并未给出解释。这使得我从开始就没有起一个好头。在这之后,为了完成作业,每天会硬着头皮在做自己研究方向至于抽出一定的时间来阅读一些关于本作业的中文文献,但是很遗憾,在一周之后,眼看着离交作业的时间越来越近,自己又无法全身心的投入到该设计中,在有限的精力下所读得的这一部分资料,任然连皮毛都不懂。但是没办法,只能开始写作了。仿照着别人的写。边看边写,在模仿他人的同时,夹杂着自己的很少一部分的自身的理解。当然在这其中,也有着诸多的错误而由于自身水平所限无法发现而已。
其实,我想老师也明白,让我们这种之前从未接触过机器人设计的学生,来写出一篇自己设计的机器人的论文无疑是异常困难的,况且在这仅有的两周时间,神乎其神。所以说我自己也不否认这篇蹩脚的低水平的文章大多数是参考了别人来的文章,但是我认为这幸亏不是毕业论文,只是为了作业并增进对机器人控制技术了解的必要之举。我不内疚,因为这篇文章都是我自己输入的,文章的每个角落里有哪些内容我都异常的熟悉,哪些地方存在着我自己的理解也异常的熟知。包括其中的上百条公式,都是一手一手码出来的,虽然没能做到对一条公式的理解,但是都有去做了解。
太多的问题来不及去表达,特此写下这篇自述讲讲自己的对这门课程的认识,相信我在之后的求学或工作生涯中任然能够再对机器人控制这门学科进行深入的学****和研究。
说声抱歉,老师要求的软件源代码,由于自己的水平所限,以及查找资料未果,没能附着一篇哪怕蹩脚的控制源码。再次抱歉。
摘要
本设计说明书首先对SCARA机器人做了一个全面的分析,从主体结构到运动学算法分析,再到机器人的动力学分析。运用经典的动力学和运动学方法分析了SCARA机器人的。之后对SCARA机器人的轨迹规划做了分析,理解了轨迹规划的具体实现步骤。
紧接着,又对机器人的控制策略及其主要遵循的机制做了一个简单的解释。应该说能够大体了解该机器人的控制方法。之后,对整个机器人的整体控制思路做除了阐述,使我们能够清晰的了解了整