多自由面工业机器人控制体系构设

《多自由面工业机器人控制体系构设》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、多自由面工业机器人控制体系构设第1章绪论1.1工业机器人技术的发展进程自从人类进入科技时代的那一刻，不同肤色和信仰的人们就幵始想方设法的制作出一台机器，他可以做和人类相同的事这样人类就可以不用在进行繁琐的工作中解放出去享受人生，你看过《伊利亚特》里的海被斯特斯么？你看过《阿鲁哥探险船》的泰罗斯么？你看过《罗萨姆的万能机器人》和犹太传说中的泥土巨人等等么？这些无不使得机器人在人们思想中成为一种无所不能的超人，所以在人类科技还不是很发达的时候就有先人制作木头人和机械结构了。然而在当时的科技条件下，要使机器人像人类一样那是不可能的。上个世纪六十年代美国制造出了人类有史以来第一台机器人，机器人才从理想

2、变成现实。可以说工业制造是他的首要用武之地，将近50多年来有关机器人的技术都得到了飞速的发展。纵观人类机器人的发展历史，机器人的发展历程我把它归纳成4个阶段⑴：1、研究阶段1945年9月2日之后不太长的时间后研究工业机器人的工作就开始进行了，上个世纪四十年代的后面时期，最先研究遥控式机械手的机构要属美国的阿尔贡实验室了，他们研制的机械手由主从机械手构成并且采用电气驱动的方式进行驱动，他们用它来搬运一些放射性的材料。随着时间的推移，液压装置渐渐的取代了机械手中的机械稱合，西奥格戴沃尔发表了《适用于重复作业的通用性工业机器人》一文，他从而成为了工业机器人实施方案的提出第一人，而且开辟了智能工业机器

3、人研究的新的篇章，几年后他获得了相关方面的专利。同一时期诞生了利用肌肉生物电流控制的上臂假肢。2、生产定型阶段Unimation有限公司和美国机床与铸造公司依照西奥格戴沃尔的相关理论，在一九六零年研制出Versatran和Unimate，这两种机器人被人们亲切的称为三多搬运机器人和自动万能机器人，而且更为难得的是它们至今还在服役为人类创造很多而且还会跟多的价值。它们通过示教再现的途径操作机器人，使其可以在某些生产线（如汽车生产线）上进行传送、喷漆及燥接的工作，从而代替人工操作。Versatmn和Uniniate机器人的成型受到其它发达国家的青睐，纷纷为之倾倒，从而打幵了工业机器人的国际市场。如

4、图1-1所示，他就是著名的Unimate机器人，它釆用五轴液压驱动，只要一台计算机就控制了整个手臂的各种操作。它的数控元件是分离式固体，用磁鼓存储信息相关的信息，最多可以记录一百八十个工作步骤。3、推广应用阶段Unimate和Versatran的问世，引来世界各个国家的关注和青睐，相继投入大量物力、财力开展机器人的研究工作。一九六七年円本旳川崎重工有限公司通过从美国购置相关的机器人的相关许可和资料，没几年就研制出了日产Unimate机器人。几乎没过多就的一个短短的时期，日本机器人技术就有了长足的发展，进而就应用于各行各业，成为机器人的强国，一九七零年在美国召开的第一届国际工业机器人会议，会议上

5、来自全球的机器人专家各衧己见，广泛交流，使的机器人技术更加的得到广泛的应用，从此机器人的应用进入了更多的领域，可以说，60年代和70年代是机器人发展最快、最好的时期，几个工业化国家竞相开展了具有视觉、触觉、多手、多足，能超越障碍、钻洞、爬墙、水下移动的各种智能机器人的研究工作，并开始在海洋开发、空间探索和核工业中试用。有代表意义的成就如下表所示。第2章关书型工业机器人运动学分析关节型工业机器人的运动操作实质上就是通过改变其各个关节在坐标系中的位置，也就是通过改变各个关节旋转的角度值来实现的。本系统采用的示教再现的机器人就是预先把机器人的各关节所在的位置的转角值人为旳把它B录下来，当要执行该任务

6、时，就依次把刚刚示教时所记录的数据按时间的先后一一再现一次，让控制器依次给出各关节转角的数据，从而使得机器人按照示教所预定的位置及姿态准确、有序的完成工作。本节要讨论的内容就是关节型机器人的手部末端执行机构的位姿及运动速度与各个关节所转动角度的幅度及角速度之间的关系。2.1运动学的基本概念我们知道，一个物体在空间的位置和朝向的状态可由其3个位移坐标和3个旋转坐标来确立[3]。因而，要描述某物体的运动操作，要从其空间位置描述和其方位描述两方面来进行描述的。然而，关节型机器人的各个关节在空间的描述都有各个关节自建的运动坐标系，这些运动坐标系统都是互相之间的关系都是相对的，因此要借用另外一个固定的基

7、坐标系（也叫绝对坐标系）来转为在同一个坐标下的描述。本小节则对关节型机器人各关节的位置、姿态，以及各关节坐标系之间的关系及坐标与坐标的之间的转换矩阵作简要的描述。第3章关节型机器人控制系统硬件设计................33-453.1控制系统要求及方案的选择..............33-353.1.1控制系统主要技术要求..............33-343.1.2控制器的方案选择