labview在机器人教学中的应用

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1、机器人设计及其应用课程论文题目：Labview在机器人教学中的应用班级：测控082学号：200800454216姓名：齐少鹏指导教师：房泽平日期：2011-11-30Labview在机器人教学中的应用摘要：本文主要介绍了机器人学中的坐标变换、运动学、动力学三个部分理论知识，并应用LABVIEW对各个方程的求解及动画实现进行了程序编写。利用LabVIEW图形界面设计的强大功能，实现界面元素丰富、交互性良好的人机界面,改进了使用LLWin软件或C++、Vb等语言编程界面不够丰富的缺点，也提供了一种进行La

2、bVIEW学习和机器人控制教学的全新思路。关键词：LABVIEW；坐标变换；机器人运动学；机器人动力学Abstract：Thispaperdescribesthecoordinatetransformationinrobotics,kinematics,dynamics,three-parttheoryofknowledge,andapplythevariousequationsLABVIEWandanimationimplementationforaprogramming.Useofthepower

3、fulLabVIEWgraphicalinterfacedesignfeatures,interfaceelementstoachievearich,interactive,gooduserinterface,improveduseofLLWinsoftwareorC++,Vbandotherlanguagesisnotenoughrichprogramminginterfaceshortcomings,butalsoprovidesamachineforlearningandLabVIEWcontr

4、olofnewteachingideas.Keywords:LABVIEW;coordinatetransformation;robotkinematics;robotdynamics0.引言随着社会的发展，人们对大学生实际的动手能力、创新能力和综合素质能力的要求愈来愈高。而机器人学这门课程有着极其广泛的研究和应用领域，这些领域体现出广泛的学科交叉，涉及众多的课题，如机器人体系结构、机构、控制、智能、传感以及机器人语言等。鉴于此，国内许多高校自2000年以来陆续购置了多种机器人模型，并开设了相关的实践

5、课程。同时随着虚拟仪器技术在测试、工业I/O和控制以及产品设计中的应用不断增长，虚拟仪器技术也越来越多渗入到教学和科研中，而LabVIEW是开发虚拟仪器的重要工具，它以具有丰富的界面设计组件及强大的数据处理函数，已成为众多本科生的必修课程。以往对机器人模型的控制大多使用LLWin软件或高级语言如C++、VB编程，通过电脑接口对机器人模型进行控制。由于LabVIEW图形化编程软件的普及，采用LabVIEW编程对机器人模型进行控制，在提高教学资源利用率的同时也收到了良好的教学效果。例如，基于开放的图形化系

6、统设计(GSD)平台，LabVIEWRobotics2009能够C/C++、.M文件和VHDL等语言中导人代码，并利用内置驱动程序与多种传感器(如LIDAR、红外传感器、卢纳和GPS)进行通信，从而大幅度缩短开发时间，利于工程师和科学家集中精力开发他们自己的算法和智能控制IP。此外，该软件还包含能够轻忪在实时嵌入式硬件上实现的机器人IP，用于避障、动力学和搜寻算法，帮助自主系统或机器人选择最佳路径。1.机器人概述1.1机器人定义至今还没有机器人的统一定义。关于机器人的定义，国际上主要有：（1）英国简明

7、牛津字典的定义：机器人是“貌似人的自动机，具有智力的和顺从于人的但不具人格的机器”。（2）美国机器人协会（RIA）的定义：机器人是“一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手”。（3）国际标准化组织（ISO）的定义：机器人是一种“自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务”。我国的科学家对机器人定义是：“机器人是一种自动化的机器，这种机

8、器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。1.2机器人的构成与分类现在的一个机器人系统，一般由机械手、环境、任务、控制器四个相互作用的部分组成，其简化形式为下图1所示：任务控制器执行机构环境外传感器信息外传感器信息图1机器人系统框图机器人的分类方法很多，按机械手的几何结构来分，机器人可分为：柱面坐标、球面坐标、关节球面坐标机器人；若按机器人的控制方式来分，机器人可分为：非伺服和伺服机