基于VC的平面并联机器人控制软件设计.pdf

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1、2014年】2月机械设计与制造工程Dec．2014第43卷第12期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．43No．12DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2014．12．003基于VC的平面并联机器人控制软件设计韦鹭阳，李成刚，李佳璇，尹万新(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：针对平面并联机器人结构，分析其逆运动学并提出一种轨迹规划方案。采用VC6．0设计一款人机交互软件，其包含图形界面、列表界面等功能模块，采用OpenGL编写三维图形仿真界面。软件通过调用PMA

2、C的动态链接库实现与下位机的通讯，从而控制机器人按目标轨迹运动。最后通过实验证明了该软件的实用性与合理性。关键词：平面并联机器人；运动学；轨迹规划；人机交互中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：2095—509X(2014)12—0011—05近年来，随着机器人应用领域的不断扩大，适机架用于搬运、分拣等作业的平面并联机器人由于其具电机有刚度大、速度快等优点，逐渐受到国内外学者的主动臂重视¨]。天津大学从该机器人结构分析、运动学标定等方面进行研究，研制的Diamond机械手从动臂已应用于锂电池分拣生产线j。文献[4]从教学动平台型机械手的需要出发，

3、进行了平面并联机器人工作控制系统建造等研究。目前平面并联机器人的操作控制一般采用人工示教或离线编程实现，对操作人员的技术要求较图1平面并联机器人高，且更新工作任务周期长，既增加生产成本，又降理论基础。由于支链中存在平行四边形结构，机器低生产效率。为简化并联机器人的控制操作，提高人的运动学实际是由主动臂、从动臂和机架组成的机器人运动规划和任务更新效率，本文针对自行设平面五杆并联机构运动学J，如图2所示。计的全铰链平面并联机器人提出一种控制软件设应用平面几何知识及余弦定理推导出平面五计方案，可增强机器人的可操作性和用户界面的友好性。杆并联机构的逆运动学公式0

4、1=+I1+】f1)1平面并联机器人02：2,rr—Ot21一221．1平面并联机器人结构式中：自行设计的平面并联机器人如图1所示。机⋯⋯s器人包含机架、动平台及2个结构相同的支链，每()个支链中的杆件组成2个平行四边形，各杆件问运％⋯⋯s动副都是与电机轴同向的转动副，当安装在机架上()的两台伺服电机带动主动臂转动时，各运动杆件联⋯⋯s动，最终实现动平台的二自由度平动。()1．2机器人逆运动学⋯⋯s研究机器人的逆运动学是研究其控制软件的()收稿日期：2014—12—04基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(NZ2013307)；国家自然科学基

5、金资助项目(51405237)作者简介：韦鹭阳(1987一)，男，广西武鸣人，南京航空航天大学硕士研究生，主要研究方向为工业机器人技术。2014年第43卷机械设计与制造工程22，0)将式(3)代人式(2)中，联立方程组求得速度表达式系数00jmax(4)I1—max从而得到加速阶段速度表达式)(吾一号)(5)()∥)b．当t1

6、．3轨迹规划动，令t=t+(tf—t2)，即0

7、(8)，，ax从而得到减速阶段速度表达式”)(1一+Lt"3(9)联立式(5)、(6)、(9)得速度表达式图3末端期望路径曲线(3‰(。≤)由图3中可以看出，机器人末端直线段运动有(tl

8、·2014年第l2期韦鹭阳：基于Vc的平面并联机器人控制软件设计(0≤￡≤f1)