搬運機械手控制系統的設計

摘 要:本文運用運動學的研究方法建立了串聯機械手運動模型，并用Visual Basic 6.0通過逆運動學對其運動軌跡的規劃做分析。

首先，本文建立了參考坐標系和運動坐標系，給出串聯機械手在這兩個坐標系中的描述方法，并且定義了串聯機械手的機構參數，以及相關數學知識的介紹。在此基礎上，建立起了串聯機械手的正解模型。機械手的動作過程由三菱公司生產的PLC實行控制。其次，通過利用串聯機械手的逆解模型結論，對機械手的軌跡進行分析。此過程中 ，應用了功能強大的Visual Basic 6.0，進行自動運算，并利用其可視化功能做出簡單人機交流界面，計算并顯示出機械手的軌跡曲線，使得機械手的軌跡規劃更為直觀、易懂。

本文的研究工作對串聯關節型機械手的設計具有一定的指導意義。運用本文的研究方法，可以有效提高機械手的設計質量和縮短設計周期。

關鍵詞：機械手，正解模型，Visual Basic 6.0，PLC，軌跡規劃

Design of Handing Manipulator Control System 

Abstract:...

Key words:Manipulator, positive solution model, Visual Basic 6.0, PLC, trajectory planning 

目   錄

摘要1

第1章 引言2

1. 1課題研究趨勢與意義2

1.2串聯關節機器人的發展和現狀3

1.3本文的研究內容和主要工作3

第2章PLC控制系統及實現5

2.1機械手及控制器主要參數5

2.2簡述機械手動作的實現6

2.3控制軟件的設計6

2.3.1 PLC的選擇6

2.3.2 光電編碼器6

2.3.3 接口電路7

2.3.4 控制原理及程序7

3.1引言9

3. 2機械手運動學數學基礎9

3.2.1機器人位置與姿態的描述[12]9

3.3空間齊次坐標變換11

3.3.1坐標變換11

3.3.2齊次坐標變換12

3.3 點在空間直角坐標系中繞過原點任意軸的一般旋轉變換13

3.4 Denavt-Hartenberg(D-H)表示法15

3.4.1 坐標系的建立15

3.4.2 幾何參數定義16

3.4.3 建立坐標系和坐標系的齊次變換矩陣16

第4章 機器人運動學方程的求解18

4.1機器人正向運動學18

4.2 機器人逆向運動學20

第5章 機械手軌跡規劃22

5.1 機器人軌跡的概念22

5.2 軌跡的生成方式22

5.2.1 軌跡規劃涉及的主要問題22

5.3 插補方式分類23

5.4 機器人軌跡插值計算23

5.4.1 三次多項式插值24

5.4.2機械手軌跡規劃。25

第6章 系統交流界面設計27

6.1Visual Basic6.0簡介27

6.2 VB設計任務28

6.3 窗體設計28

6.4窗體運行29

參考文獻22

致謝33

附錄：程序清單34

附錄：程序清單50

附錄：外文原文55