六自由度关节式教学机器人上位机控制软件的研究

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1、哈尔滨工业大学硕士学位论文六自由度关节式教学机器人上位机控制软件的研究姓名：胡孔林申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：高云峰20050601哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着工业机器人在现代工业生产中的应用越来越广泛，各种工业机器人的商品样机不断进入市场。在这种情况下，机器人技术人才的培养和机器人技术的推广应用显得越来越重要。因此，模拟工业机器人系统来开发教学机器人系统就变成了一个很需要重视的领域。根据教学机器人特殊的应用领域，它应具备工业机器人的基本功能，此外，还得具有开放性好和成本低等优点。本文在Windows2000平台下，利用VisualC++6．0，开发一套教学

2、机器人控制软件，可用于机电一体化及相关课程的实验教学。为了使软件具有良好的可移植性和开放性，采取模块化的软件设计方法，建立控制软件的总体结构。控制软件主要由主程序模块、运算模块、示教模块、程序解释模块和运动学仿真模块几大部分组成。利用D—H方法建立教学机器人的运动学模型，进行机器人的运动学分析，包括正解运算和反解运算；推导教学机器人的轨迹控制算法，包括关节插补、直线插补和圆弧插补算法。然后，完成运算模块的程序设计，在软件上实现运动学正反解算法和插补算法，实现对机器人的运动控制。设计示教对话框程序，代替一般工业机器人的示教盒，实现示教编程和再现等普通示教盒的典型功能。此外，还开发一种类似

3、于VAL语言的动作级模拟机器人语言，用户可以使用该机器人语言提供的语句按照语法要求编写程序控制机器人。完成运动学仿真模块的软件设计。通过运动学仿真模块，用户可以在控制机器人之前对机器人可能出现的动作进行动画仿真，这样就可以避免直接控制机器人时出现意想不到的危险。进行实验研究，检验本软件的开放性和可移植性以及运动学仿真的可行性。关键词教学机器人；控制软件；机器人语言：运动学仿真哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractIndustrialrobotsareusedinmodernindustrymoreandmorewidely．Manysortsofindustrialrobots

4、swarmintothemarket．Inthiscircumstance，Itbecomesmoreandmoreimportanttobringuppersonwithabilityofroboticsandpopularizerobotics．So，itbecomesanimportantfieldtodevelopteachingrobotsbysimulatingindustrialrobots．Accordingtothespecialoccasionthatteachingrobotsapplyin，theyshouldhavegoodopeningqualityandc

5、ostlowlyaswellashavethefu【nctionofindustrialrobots．Thispaperdevelopsasetofcontrolsoftwarefora6-DOFarticulatoryteachingrobotthatisdevelopedbyVisualC++6．0intheoperatingsystemofWindows2000．ThesoftwareCanbeusedintheexperimentationofmechatronicsandinterrelatedcourses．Inordertomakesureportabilityandop

6、eningqualityofthesoftware，thispaperadoptmoduleprogrammingtobuildupthestructureofthesoftware．Thesoftwaremainlyconsistsofamainprogrammodule，aoperationalmodule，ateachingmodule，amoduletointerpretprogramandakinematicssimulationmodule．ThispaperbuildsthekinematicsmodeloftheteachingrobotwithD-Hmethodand

7、makeskinematicsanalysisoftherobot，includingforwardkinematicsandinversekinematics．Thispaperalsomakesallanalysisoftrajectorycontrol，includingarticularinterpolation，linearinterpolationandcircularinterpolation．Then，Thispaperfini