环卫机械手控制系统研究

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1、分类号TP242.3密级公开UDC621学校代码10500硕士学位论文（全日制学术学位）题目：环卫机械手控制系统研究英文题目：ResearchontheControlSystemofEnvironmentalSanitationManipulator学位申请人姓名：孙泽涛申请学位学科专业：机械电子工程指导教师姓名：张道德二○一六年六月分类号TP242.3密级公开UDC621学校代码10500硕士学位论文题目环卫机械手控制系统研究英文题目ResearchontheControlSystemofEnv

2、ironmentalSanitationManipulator研究生姓名（签名）指导教师姓名（签名）职称教授申请学位学科名称机械电子工程学科代码080202论文答辩日期2016.05.23学位授予日期2016.06.30学院负责人（签名）评阅人姓名石端伟评阅人姓名李刚炎2016年6月2日学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

3、对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门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。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月摘要机器人技术是一种涵盖多门学科的

4、典型数字化智能设备。随着计算机科学技术、网络通信技术、传感器技术、嵌入式技术、机器视觉技术等前沿科技的迅猛发展，传统的工业制造机器人技术向各个领域渗透，催生出种类繁多、功能各异、高智能化机器人产品，极大地促进了社会经济的发展和进步。串联机械臂作为机器人大家族中的重要角色，其发展水平代表着一个国家工业化进程的高低。论文研究的对象是自主研发的环卫机械手臂，在应用软件Proe进行三维建模的基础上，对环卫机械手臂研究背景、研究意义和关键技术研究现状做了详细介绍；结合三维模型和具体机械结构采用D-H法构建了

5、环卫机械手臂数学建模，在此基础上重点分析了环卫机械手臂运动学正/逆解问题，得到了臂架系统作业空间中任意有效点和臂架系统各关节变量间的关系表达式，给出了一种有效的关节变量的求逆解思路。完成了对机械手臂运动学正/逆解算法在MATLAB软件下机器人工具箱的仿真，进一步验证了运动学分析的正确性。其次，介绍了点对点运动和连续运动的概念，重点分析了机器人的关节空间轨迹规划方法，讨论了三次插值法、五次插值法、过路径点的三次插值法和带抛物线的线性插值法，并通过仿真软件MATLAB得出了仿真曲线，通过仿真数据进一步

6、分析了这些轨迹规划方法各自的优缺点，接着分析了环卫机械手的工作情况，以其实际工作情况在MATLAB的SimMechanicsToolbox中进行关节空间仿真。最后，通过分析臂架实际作业时的性能要求，确立了环卫机械手臂控制系统的设计方案，给出了整体臂架系统的控制原理，同时交代清楚了臂架各节臂控制原理，在此基础上选用PLC作为主控制器并采用PID控制策略，给出合理程序流程图和环卫机械手电液控制系统框图，为后续环卫机械手臂智能化控制系统研发奠定了基础。关键词：环卫机械手，运动学，轨迹规划，MATLAB仿

7、真IAbstractRoboticstechnologyisatypicaldigitalintelligentequipmentwhichcoveringmulti-discipline.Withtherapiddevelopmentofcomputerscienceandtechnology,networkcommunicationtechnology,sensortechnology,embeddedtechnology,machinevisiontechnologyandothercutt

8、ing-edgetechnology,thetraditionalindustrialmanufacturingroboticshasinfiltratedintoallkindsoffiled,whichhasproducedawidevariety,differentfunctionandhighintelligentrobotproducts,thatgreatlypromotedtheeconomicdevelopmentandsocialprogress.Serialma