搬运机械手控制系统的设计

摘 要:本文运用运动学的研究方法建立了串联机械手运动模型，并用Visual Basic 6.0通过逆运动学对其运动轨迹的规划做分析。

首先，本文建立了参考坐标系和运动坐标系，给出串联机械手在这两个坐标系中的描述方法，并且定义了串联机械手的机构参数，以及相关数学知识的介绍。在此基础上，建立起了串联机械手的正解模型。机械手的动作过程由三菱公司生产的PLC实行控制。其次，通过利用串联机械手的逆解模型结论，对机械手的轨迹进行分析。此过程中 ，应用了功能强大的Visual Basic 6.0，进行自动运算，并利用其可视化功能做出简单人机交流界面，计算并显示出机械手的轨迹曲线，使得机械手的轨迹规划更为直观、易懂。

本文的研究工作对串联关节型机械手的设计具有一定的指导意义。运用本文的研究方法，可以有效提高机械手的设计质量和缩短设计周期。

关键词：机械手，正解模型，Visual Basic 6.0，PLC，轨迹规划

Design of Handing Manipulator Control System 

Abstract:...

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

目   录

摘要 1

第1章 引言 2

1. 1课题研究趋势与意义 2

1.2串联关节机器人的发展和现状 3

1.3本文的研究内容和主要工作 3

第2章PLC控制系统及实现 5

2.1机械手及控制器主要参数 5

2.2简述机械手动作的实现 6

2.3控制软件的设计 6

2.3.1 PLC的选择 6

2.3.2 光电编码器 6

2.3.3 接口电路 7

2.3.4 控制原理及程序 7

3.1引言 9

3. 2机械手运动学数学基础 9

3.2.1机器人位置与姿态的描述[12] 9

3.3空间齐次坐标变换 11

3.3.1坐标变换 11

3.3.2齐次坐标变换 12

3.3 点在空间直角坐标系中绕过原点任意轴的一般旋转变换 13

3.4 Denavt-Hartenberg(D-H)表示法 15

3.4.1 坐标系的建立 15

3.4.2 几何参数定义 16

3.4.3 建立坐标系和坐标系的齐次变换矩阵 16

第4章 机器人运动学方程的求解 18

4.1机器人正向运动学 18

4.2 机器人逆向运动学 20

第5章 机械手轨迹规划 22

5.1 机器人轨迹的概念 22

5.2 轨迹的生成方式 22

5.2.1 轨迹规划涉及的主要问题 22

5.3 插补方式分类 23

5.4 机器人轨迹插值计算 23

5.4.1 三次多项式插值 24

5.4.2机械手轨迹规划。 25

第6章 系统交流界面设计 27

6.1Visual Basic6.0简介 27

6.2 VB设计任务 28

6.3 窗体设计 28

6.4窗体运行 29

参考文献 22

致谢 33

附录：程序清单 34

附录：程序清单 50

附录：外文原文 55