六自由度机械手臂及移动机器人控制系统研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| 第1章 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 课题研究背景和意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-13页 |
| 1.2.1 机械手臂发展现状 | 第10-11页 |
| 1.2.2 配置机械手臂的移动机器人的发展现状 | 第11-12页 |
| 1.2.3 移动机器人关键技术研究 | 第12-13页 |
| 1.3 本文主要研究内容和结构安排 | 第13-15页 |
| 第2章 移动机器人系统设计及分析 | 第15-23页 |
| 2.1 移动机器人系统总体方案 | 第15-16页 |
| 2.2 移动机器人系统架构设计 | 第16-20页 |
| 2.2.1 移动机器人底层控制系统微处理器选择 | 第17页 |
| 2.2.2 移动机器人驱动系统选择 | 第17-19页 |
| 2.2.3 移动机器人传感器选择和安装 | 第19-20页 |
| 2.3 六自由度机械手臂架构设计 | 第20-22页 |
| 2.3.1 手臂结构及自由度分析 | 第20-22页 |
| 2.3.2 手臂控制系统设计 | 第22页 |
| 2.4 本章小结 | 第22-23页 |
| 第3章 机械手臂及移动机器人运动学模型分析 | 第23-34页 |
| 3.1 移动机器人四轮底盘运动学分析 | 第23-26页 |
| 3.1.1 坐标系的建立 | 第23-24页 |
| 3.1.2 正向运动学分析 | 第24-26页 |
| 3.1.3 逆向运动学分析 | 第26页 |
| 3.2 机械手臂的位姿描述及坐标变换 | 第26-28页 |
| 3.2.1 刚体位姿描述 | 第26-27页 |
| 3.2.2 坐标变换 | 第27-28页 |
| 3.3 机械手臂D-H方程及运动学分析研究 | 第28-33页 |
| 3.3.1 D-H运动学描述 | 第28页 |
| 3.3.2 D-H运动学的方程的建立 | 第28-29页 |
| 3.3.3 六自由度机械手臂正运动学的分析 | 第29-31页 |
| 3.3.4 六自由度机械手臂逆运动学的分析 | 第31-33页 |
| 3.4 本章小结 | 第33-34页 |
| 第4章 六自由度机械手臂轨迹规划与仿真研究 | 第34-47页 |
| 4.1 机械手臂运动轨迹概述 | 第34页 |
| 4.2 关节坐标空间的轨迹规划 | 第34-41页 |
| 4.2.1 三次多项式函数轨迹规划 | 第35-38页 |
| 4.2.2 五次多项式函数轨迹规划 | 第38-41页 |
| 4.2.3 三次和五次多项式轨迹规划对比 | 第41页 |
| 4.3 直角坐标空间的轨迹规划 | 第41-46页 |
| 4.3.1 空间直线插补算法及仿真 | 第41-43页 |
| 4.3.2 空间圆弧插补算法及仿真 | 第43-46页 |
| 4.4 本章小结 | 第46-47页 |
| 第5章 六自由度机械手臂及移动机器人控制系统实现 | 第47-61页 |
| 5.1 系统开发环境介绍 | 第47页 |
| 5.1.1 编译软件WinAVR | 第47页 |
| 5.1.2 程序下载软件AVR Studio | 第47页 |
| 5.2 移动机器人系统程序设计 | 第47-57页 |
| 5.2.1 系统主程序设计 | 第48页 |
| 5.2.2 电机控制模块程序设计 | 第48-50页 |
| 5.2.3 传感器控制模块程序设计 | 第50-54页 |
| 5.2.4 运动控制程序设计 | 第54-57页 |
| 5.3 机械手臂舵机控制程序设计 | 第57-60页 |
| 5.3.1 无线通讯模块设计 | 第57-58页 |
| 5.3.2 舵机控制原理 | 第58-59页 |
| 5.3.3 舵机控制系统设计 | 第59-60页 |
| 5.4 本章小结 | 第60-61页 |
| 第6章 系统实验与分析 | 第61-66页 |
| 6.1 目标物坐标发送测试 | 第61页 |
| 6.2 移动机器人移动测试 | 第61-63页 |
| 6.2.1 直线及转角行走测试 | 第61-62页 |
| 6.2.2 避障测试 | 第62-63页 |
| 6.3 机械手臂抓取测试 | 第63-65页 |
| 6.4 本章小结 | 第65-66页 |
| 结论 | 第66-68页 |
| 参考文献 | 第68-71页 |
| 致谢 | 第71页 |
