具有识别功能的机械臂控制系统设计–机械臂控制器及驱动程序设计开题报告

 2022-10-13 14:17:07

1. 研究目的与意义

近年来,随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用,机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化有机结合。

机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作,减轻人类劳动强度,提高劳动生产率。

机械手越来越广泛地得到了应用,在机械行业中它可用于零部件组装 ,加工工件的搬运、装卸,特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。

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2. 课题关键问题和重难点

机械臂的关键问题是在对动作的精确控制上,通常是采用非接触位移测量传感器,安装到机械手上,测量距离被测物体的距离,从而精确定位控制机械手动作。

当然这都是建立在机械臂能正常运行的状态下,通过上位机的控制系统对机械臂每个自由度的电机的控制,来完成特定动作。

同时接收传感器反馈的信息,形成稳定的闭环控制,确保动作的流畅运行。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

1. 国外研究状况机器人主要分为两类:工业机器人以及其他特种机器人,自1962年美国推出世界上第一台Unimate 型和Versatra 型工业机器人以来,机器人在工业发达国家得到了迅速发展。

根据国际工业机器人联合会(IFR)前几年的统计:2000年全世界工业机器人的总数达到82万台,比1996年增加24%。

其中日本拥有42万台,占全世界机器人总数的50%左右,继续保持机器人王国的地位。

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4. 研究方案

核心研究在机械臂的控制和驱动系统,采用六自由度关节式成品机械臂为研究对象,设计部分以STM32单片机为核心,控制机械臂按照合理的轨迹运动,在上位机软件 LSC-6 Control.exe控制下完成较精准的位置移动和抓去功能。

在一定的状态下,使得机械臂能在脱机的情况下正常运行,这样就能节省人力资源。

如果时间允许,我们还可使用Arduino开发板并行控制多个舵机进行二次开发研究。

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5. 工作计划

第1周学习掌握机械臂的工作原理,控制器及驱动程序设计技术原理学习;第2周学习集成开发环境使用,学习单片机C程序编制方法;第3周制定设计方案,绘制系统工作框图,给出系统电路原理图。

第4周进一步完善理论知识,并开始操作一些硬件,进行相应的组装。

第5周编制接受超声波等检测信号驱动程序;第6周编制接受语音命令驱动程序编写;第7周基本完成对控制电路以及驱动电路的程序设计。

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