6自由度串联机械臂的轨迹规划及驱动控制

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1、分类号密级．ＵＤＣ学号２０１３２０４３１３３８苯《尖ｔＮｏｒ化ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＷａｔ：ｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒｙ专业硕±学位论文６自由度串联机械臂的轨迹规划及驱动控制？？张广超导师姓名、职称王丽君教授＊？？申请学位工程硕壬学科名称机械工程答辩日期２０１６．．提交论文日期２０１６．３５１８学位授予单位、授予日期华北氷利水电大学？独立完成与诚信声明本人郑重声明

2、：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的研巧成果并撰写完成的。没有飄窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。丈中除已经标注引用的内容外，本学位论文中不包當其他人或集体己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得华北水利水电大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名：保证人（导师）签名签字日期；签字日期：学位论文版权使用授权书

3、本人完全了解华北水利水电大学有关保管、使用学位论文的规定。特授权华北水利水电大学可］全部或部分１＾１将学位论文的内容公开和编入有关数据库提供。检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编（＾＾供查阁和借阅同意校向国家有关部口或机构送交论文原件或复印件和电子文档。（涉密的学学应遵论文守此规定）位在解密后学位论文作者签名；导师签名：ｉ籍字：日期签字曰期：么）１９ｘ瓜分类号：密级：UDC:单位代码：10078华北水利水电大学专业硕士学位论文6自由度串联机械臂的轨迹规划及驱动控制THETRA

4、JECTORYPLANNINGANDDRIVECONTROLOF6DOFSERIALMANIPULATOR研究生姓名：张广超指导教师：王丽君专业名称：机械工程所在学院：机械学院2016年3月6自由度串联机械臂的轨迹规划及驱动控制摘要进入21世纪以来，随着经济和技术的高度发展，人们的生活理念有了根本性改变，人们对工作环境的要求越来越高，并且随着全球人口增速放缓，进入老龄化阶段，劳动力的缺失成为了未来困扰各个国家进一步发展的不可忽略的因素。因此，用工业机器人代替人类劳动这一多年的梦想，正通过各国科学研究一步步变为现实。工业机器人作

5、为一门新兴的学科，被美国、日本、北欧作为重点学科在研究，目前已经取得了一系列的成果。近年来我国把机器人的发展作为工业发展的一个突破口，不仅要解决劳动力不足的问题，更是要提高成品的质量、劳动生产效率、产品更新换代周期和综合竞争力。工业机器人的发展甚至被看作是一次工业革命。本文主要研究了6自由度串联机械臂的轨迹规划和驱动控制。首先研究了传统的串联机械臂运动学正解和反解算法，在此基础上对机械臂进行关节空间中的轨迹规划。利用四连杆机构为例，引入了三次三角Bezier样条函数进行插值计算，通过对空间轨迹形态的分析，编程实现轨迹点的自动生

6、成。在编程求取反解时提出了一种基于末端位移的插值算法，可以快速的求取路径点坐标。其次设计控制系统，并且根据具体任务设计空间轨迹，编程实现对关节的控制，以实现机械臂工具末端实际的运动轨迹拟合规划的轨迹。在控制系统中，提出了一种并联控制多组舵机的算法，该算法可以推广至64路舵机的精确控制，具有对控制器要求低，占用控制器资源少的优点。最后对整个过程进行运动学仿真，针对仿真中发现的问题进行了及时的改进，分析了出现不足之处的原因及可能的弥补方法。关键词：6自由度；三次Bezier样条函数；轨迹规划；驱动控制ITHETRAJECTORYP

7、LANNINGANDDRIVECONTROLOF6DOFSERIALMANIPULATORABSTRACTSincethe21stcentury,withthehighdevelopmentofeconomyandtechnology,theconceptofpeople'sliveshavethefundamentalchange.Peoplewantabetterworkenvironment.Astheglobalpopulationgrowthisslowingandenteringtheagingstage,thel

8、ackoflaborforcebecomethefactorswhichrestrictthefuturedevelopmentofthecountrythatcannotbeignored.Therefore,usingindustrialrobotsinsteadofhu