基于单片机的4r机械手运动轨迹规划及运动控制

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1、了醒么、开分类号：密级：ＵＤＣ１０１４２：位代码；单巧佑＾驾硕壬学位论文基于单片机的４民机械手运动轨迹规划及运动控制２０１３０２２学号．郭俊卿作者：机械工程学科名称：２０１６年０３月０１日？？？．：沈阳工业大学硕士学位论文基于单片机的4R机械手运动轨迹规划及运动控制TrajectoryPlanningandMotionControlof4RManipulatorBasedonSingleChipMicrocomputer郭俊卿机械工程学院作者：单位：指导教师：陶柯副教授单位：沈阳工业大

2、学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2016年02月28日学位授予单位：沈阳工业大学独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究王作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得沈阳王业大学或其他教育机构的学位或证书一所使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。？口签名＞口／＾．够；免日期：坏呵／关于学位论文使用授权的说明本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳工业大学有关保留、

3、使用；学位论文的规定，目Ｐ学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权沈阳工业大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）〇、〇徐卿占叫巧、签名：种导师签名：日期：＼摘要在工业生产中，机械手的运用可以大大减轻人类的劳动负担，起到了不可替代的作用。工业机械手处在机械学等多学科的交叉领域，体现了各学科的先进水平。基于生产及研究的需要，本文将针对基于单片机控制的4R模型机械手进行研究，

4、对该型机械手作运动学分析及动力学分析，确定该型机械手的运动控制方案，为实际运行提供一定的理论依据。对一个确定参数的4R模型机械手进行简化及参数化，绘制出机构简图，建立系统坐标系，推导出机械手末端位置方程。在实际控制中，往往是已知机械手各手臂参数及机械手末端要达到的位置，所以本文还将对机械手系统的运动方程进行反向求解。在实际应用中，往往需要机械手做一些壁障的运动策略，所以本文将在机械手运动学的基础上进行轨迹规划问题研究，并设定机械手末端进行空间直线运动。对比二次多项式拟合法和三次多项式拟合法得到的轨迹对机械手末端运动精度的影响，并进行同阶次驱动函数不同密度细化下

5、，对轨迹规划的影响。本文以4R模型机械手为基础，以VisualStudio2010为开发平台，以AP203格式的图形文件为数据，编制一个基于AP203的4R机械手运动仿真软件，验证机械手运动学分析。本文以4R模型机械手系统为平台，采用中断控制方式编制机械手控制程序，采用VisualStudio2010软件开发平台编制机械手上位机控制程序，实现对机械手的控制。通过实验，可以验证机械手运动学分析的正确性。本文在对机械手进行运动学分析的基础上，运用了ADAMS软件平台，对机械手的动力学特性进行了分析，得出4R模型机械手的动力学特性，并再次对4R机械手系统的轨迹规划问

6、题进行验证。关键词：4R机械手，运动学，AP203，轨迹规划，动力学ⅠAbstractInindustrialproduction,theuseofmechanicalhandcangreatlyreducetheburdenofhumanlabor,andthemechanicalhandplaysanirreplaceablerole.Theindustrialmanipulatorcombinesmechanicswithotherdisciplines,settheadvancedlevelofvariousdisciplines.Basedonpro

7、ductionandresearchneeds,thispaperwillfocusontheresearchof4Rmodelbasedonsinglechipmicrocomputercontrol,thekinematicsanalysisanddynamicanalysisofthistypeofmanipulator.For4Rmanipulatorwithcertainparameters,themodelissimplifiedandparametric,thediagramdrawofmechanismisdrawn,thecoordinate

8、systemisestablished