基于PC工控机的机器人运动控制研究

论文题目: 基于PC工控机的机器人运动控制研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电力电子与电力传动

作者: 罗永新

导师: 曹鸣

关键词: 机器人,运动学,驱动程序,三维动画

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文主要讨论了机器人控制系统中用到的一些板卡驱动程序的设计和机器人三维动画的设计与实现。论文首先结合本课题使用的机器人结构,建立机器人坐标系,简单介绍了运动学正解的求取。主要阐述了运动学逆解的求取以及相关问题的解决。在此基础上,阐述了在关节空间和在笛卡尔空间下轨迹规划的方法和实现。作为本论文的重点,在板卡驱动程序设计中,首先介绍了Windows2000的组件模型和WDM驱动程序的基本结构,然后结合课题使用的A/D等板卡,详细介绍了用DriverStudio开发WDM驱动程序的一些关键技术,包括:ISA总线卡资源的分配,中断处理,数据的同步传输以及驱动程序和应用程序之间的通信等,并对板卡和板卡驱动程序作了测试实验并对给出了一些实验结果。在系统总体设计中,介绍了利用模块化的设计思想来实现软件的总体设计,然后分别介绍了各个模块的功能与设计。另外,离线编程在机器人系统中起着很重要的作用,三维动画是离线编程的重要组成部分。本文阐述了利用OpenGL图形库实现机器人运动仿真的有效方法,重点介绍了机器人的三维几何建型,以及机器人动画的实现,并讨论了机器人运动轨迹中间点无解的处理。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 我国工业机器人概况

1.2 课题背景与意义

1.3 本课题的主要内容

1.4 本文内容安排

第二章机器人运动学求解

2.1 运动学正解

2.2 运动学逆解

2.2.1 解析法求逆解

2.2.2 几何法求逆解

第三章机器人轨迹规划

3.1 关节空间的轨迹规划

3.2. 直角空间的轨迹规划

3.2.1 直线插补

3.2.2 圆弧插补

第四章板卡驱动程序设计

4.1 Windows 2000 和WDM 驱动

4.1.1 Windows 2000 组件简介

4.1.2 WDM 驱动程序

4.1.2.1 设备和驱动程序层次结构

4.1.2.2 中断级别IRQL

4.1.2.3 驱动程序基本例程

4.2 驱动程序开发工具介绍

4.3 板卡驱动程序的设计

4.3.1 WDM 驱动程序的实现

4.3.1.1 硬件资源初始化

4.3.1.2 应用程序与驱动程序的通信

4.3.1.3 中断处理

4.3.1.4 驱动程序与应用程序的通信

4.3.2 ISA 卡资源的配置

4.3.3 驱动程序的安装与调试

4.3.3.1 驱动程序的安装

4.3.3.2 驱动程序的调试

4.4 板卡应用程序与测试实验

4.4.1 I/O 卡的测试实验

4.4.2 A/D、D/A 卡的测试实验

第五章系统软件总体设计

5.1 用户应用软件设计

5.1.1 主控模块

5.1.2 初始化模块

5.1.3 示教再现模块

5.1.4 三维动画仿真模块

5.1.5 板卡测试实验

5.2 下层软件设计

第六章离线编程与仿真

6.1 机器人离线编程简介

6.2 机器人的几何建模

6.2.1 OpenGL 简介

6.2.2 机器人三维模型建立

6.2.3 OpenGL 程序的实现

6.3 机器人的运动仿真

6.3.1 机器人三维动画生成

6.3.2 运动仿真实例

6.3.3 运动轨迹上奇异点的处理

第七章结论与展望

致谢

参考文献

附录

论文发表情况

发布时间: 2007-06-11

参考文献

[1].六自由度模块化操作臂的运动学分析及轨迹规划[D]. 姜宏超.华东理工大学2015
[2].基于轨迹的4R机械手的运动学最优参数研究[D]. 董亚丽.沈阳工业大学2017
[3].双机器人协作运动学分析与仿真研究[D]. 王化劼.青岛科技大学2014
[4].一种机械手的运动学和动力学分析[D]. 傅国栋.华中农业大学2015
[5].高速并联机械人运动学标定方法研究[D]. 李毅.天津大学2009
[6].六轴机械臂避碰运动学算法研究[D]. 曾鹏.哈尔滨工程大学2007
[7].滤清器壳体专用弧焊机器人的轨迹规划研究[D]. 李运.兰州理工大学2013
[8].高精度平面连杆机构设计及运动学优化[D]. 王宏伟.哈尔滨工业大学2006
[9].物流机器人方案设计及运动学、动力学研究[D]. 杨文栋.西安理工大学2008
[10].工业机器人的运动学及动力学研究[D]. 叶长龙.沈阳工业大学2002

基于PC工控机的机器人运动控制研究

猜你喜欢