毕业论文（设计）基于人机交互的多轴机械臂的运动控制分析.docVIP

诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日 设计题目： 基于人机交互的多轴机械臂的运动控制分析 系部： 机械工程系 专业： 机械电子工程 学号： 112012230 学生： 指导教师（含职称）： （讲师） 1．设计的主要任务及目标 本课题通过研究多轴机械臂底层控制程序的控制策略，基于计算机输入的相关信号对机械臂实现控制。 2．设计的基本要求和内容 完成多轴机械臂控制程序的学习，编写多轴机械臂的控制程序，实现机械臂的特定运动。 完成外部输入装置与机械臂接口的程序编写及控制，实现输入信号向机械臂控制器的传输。 完成输入信号变换变换与机械臂运动的匹配，实现机械臂基于人机交互的自动运行。 提交设计说明书一份，控制程序及运动仿真过程视频各一份。 3．主要参考文献 1）孙恒，机械原理（第七版）[M]，高等教育出版社，2012.7 2）机器人控制系统的设计与MATLAB仿真[M]，清华大学出版社，2008.6 3) 杜滨,全方位移动机械臂协调规划与控制[D], 杜滨, 北京工业大学 ,2013.4.1 4) 栗阳；关志伟；陈由迪；戴国忠,基于手势的人机交互的研究 ［J］, 系统仿真学报, 2000.10.20 4．进度安排 设计各阶段名称 起 止 日 期 1 查阅文献，完成开题报告 3月3 日至3月23日 2 完成机械臂控制程序的初步建立 3月24日至4月13日 3 完成外部输入装置与机械臂的协同工作 4月14日至5月4日 4 完成分析、数据比较并撰写设计说明书 5月5 日至6月1日 5 提交及修改设计说明书，答辩 6月2日至6月22日 审核人： 年 月 日 摘要:多轴机械臂是机器人的重要组成部分，在人类的生产生活中具有广泛的应用。当今社会随着科学技术的迅速发展，人们对生活质量的要求也越来越高。在这种趋势之下机器人越来越多的出现在日常的工作、生产、生活、娱乐和教育等各个领域。其中多自由度机械臂做为一种最常见的机器人，具有时变性，耦合性以及非线性等特点。本文主要针对七自由度机械臂做为研究对象。采用D-H方法建立工业机器人各连杆的坐标系,应用齐次变换矩阵描述连杆坐标系之间的相对应的位置和姿态,求得该机器人的运动学数学模型;己知末端执行器位姿,运用代数法进行运动学反解,进而求得运动学逆解并讨论最优逆解。利用MATLAB的机器人工具箱建立了机器人数学模型，通过编程实现了对机器人动力学模型的检验，经过对运动学方程的求解结果和滑块控制图所设定数值的比较得出误差很小，验证了模型的可靠性，可以对研究者关于位置逆解或轨迹规划等方面的研究结果进行直观的验证，实现了正、逆运动学的数值计算和可视化仿真。应用轨迹规划的原理，对机械臂路径进行优化，减小机械臂的损害，力争得到最完美的结果。 关键字：多轴机械臂，逆运动学，MATLAB仿真，路径规划，D-H方法 Motion Control of Multi Axis Manipulator Based on Human-Computer Interaction Abstract：The multi-axis manipulator is an important part of the robot, and it has been widely applied to our daily life. The rapid development of science and technology raises the public’s living standard. Therefore, the robot is appearing in people’s field of work, production, life, entertainment, education, etc. in a rapid speed. Characterized with time varying, coupling and nonlinear, etc., the multi DOF Manipulator is a kind of frequently used robots. This paper mainly focuses on the seven DOF robot a