基于labview的机器人手臂设计

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1、成绩评定表学生姓名王莉莉班级学号1103050306专业通信工程课程设计题目基于labview的机器人手臂设计评语组长签字：成绩日期20年月日课程设计任务书学院信息科学与工程专业通信工程学生姓名王莉莉班级学号1103050306课程设计题目实践教学要求与任务:1．学习LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧；2．掌握简单LabVIEW程序的编程实现；3．掌握简单通信系统设计和分析方法；4．采用LabVIEW语言，实现相关分析。（1）通过检索、查资料、调查研究、确定方案、画出组成系统结构方框图；（2）采用LabVIEW实

2、现相关分析；（3）系统调试与改进，调整系统参数，分析系统运行结果；（4）写出设计总结报告。工作计划与进度安排:19周（上）:学习LabVIEW虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧，掌握简单LabVIEW程序的编程实现，掌握简单通信系统设计和分析方法。19周(下):采用LabVIEW语言，实现相关分析，并对系统进行性能分析。指导教师：201年月日专业负责人：201年月日学院教学副院长：201年月日目录1目的及基本要求12相关分析原理12.1分析原理12.2设计步骤32.3程序框图43相关分析设计和仿真43.1机器人手臂设计的实现44

3、结果及性能分析94.1运行结果94.2性能分析12参考文献131目的及基本要求熟悉LabVIEW开发环境，掌握基于LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧，运用专业课程中的基本理论和实践知识，采用LabVIEW开发工具,实现相关分析实验设计和仿真。要求通过本课程设计使学生熟悉LabVIEW开发环境，掌握基于LabVIEW的虚拟仪器设计原理、设计方法和实现技巧，使学生掌握通信系统设计和仿真工具，为毕业设计做准备，为将来的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。手臂应满足下列要求：A.自由伸缩；B.自由360

4、度旋转；C.有关节，具有一定的握力。（1）界面美观简洁，程序应符合工程化思想。（2）设计文档符合软件文档国标。2相关分析原理与方案2.1分析原理在描述物体（如零件、工具或机械手）间关系时，要用到位置矢量、平面和坐标系等，例如用3×1的位置矢量来确定空间内任何一点的位置，即对于直角坐标系{A}，空间内任何一点P的位置可用3×1的阵列矢量表示：AP=[pxpypz]T空间物体B的方位（Orientation）可由某个固接于此物体的坐标系{B}的三个单位主矢量[xByBzB]相对于参考坐标系A的方向余弦组成的3X3矩阵描述，即：11

5、平移变换，坐标{A}和{B}有相同的方位，但原点不重合，则点P在两个坐标系中的位置矢量满足下式，变换图如图2：，旋转变换，坐标系{A}，{B}有相同的原点但方位不同，则点P的在两个坐标系中的位置矢量有如下关系，给出任意旋转换，能够由下式求得进行等效旋转θ角的转轴，011即：机器人手的运动向，接近矢量a：夹持器进入物体的方向；z轴；方向矢量o指尖互相指向Y轴；法线矢量n：指尖互相指向；x轴夹持器的关节为第六个，即位姿为T6,则：运动位置和坐标，用柱面坐标表示末端运动位置，则沿x平移r，绕z轴转a，沿z轴平移z的方程为：即：2.2

6、设计步骤11111、本设计有三个臂，分别从下到上是J1,J2，J3,。再加上三个圆轴。2、六个关节轴的输入值范围作了一个初略的限制，六个轴可输入值得范围如下：一轴：[-180180]，即-180≤θ1≤180（度），可以自由伸缩二轴：[-180180]，即-180≤θ2≤180（度）可以自由伸缩三轴：可以自由张开或合并2.3程序框图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图1程序框图3相关分析设计和仿真3.1机器人手臂的实现图2为完

7、整框图后面板1111图2完整框图图3为前面板图3前面板1111机器人手制作的程序图4图4机器人手制作程序图机器人手臂旋转的程序如图5图5机器人手臂旋转程序图1111机器人关节颜色调整的程序如图6图6机器人关节颜色调整的程序图机器人手臂移动的程序如图7图7机器人手臂移动的程序图机器人各个关节的控制程序如图81111图8机器人各个关节的控制程序图机器人手的张合如图9图9机器人手的张合图机器人手臂位置控制图101111图10机器人手臂位置控制图4结果及性能分析4.1运行结果1）控制面板图11图11控制面板图11112）大臂的伸缩控制

8、（lengthA）根据lengthA的大小不同值可以改变大臂的长短如图12图12大臂的伸缩手臂缩回如图13如图13手臂缩回11113）小臂的伸缩控制（lengthB）根据lengthB的大小可以改变小臂的长短如图14图14小臂的缩回4）手的张合（ClawValue）根据Cla