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双臂机器人控制器设计及故障检测

作　者: 刘营涛
导　师: 王国庆
学　校: 长安大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 双臂机器人异构多核控制器数字I/O卡故障检测 LCR模块
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 22次
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内容摘要

伴随着人类探索宇宙和大自然广度的扩大、深度的加深，加上不断进步的科学技术水平，机器人在人类完成上述任务中发挥着不可替代的作用，这为机器人的迅速发展提供了实际应用平台。同时也对机器人的发展提出了更高的要求。机器人控制器作为机器人的“神经中枢”，在一定程度上决定了机器人的发展水平。很多机器人控制器，有修改升级困难等缺陷，鉴于这种情况，本论文采用模块化结构和开放式控制方式的设计思想，开发出一种异构多核的双臂机器人可编程自动控制器。为了解决双臂机器人动作实现的问题，必须设计双臂机器人样机。由于机器人实物样机的研制要比控制器的开发滞后很多，这会造成机器人控制器的开发效率低下，鉴于这种情况，本论文设计了双臂机器人结构，建立了样机模型，并对样机模型进行了运动学与动力学仿真和分析，验证双臂机器人双臂运动的可靠性和有效性。本论文主要对双臂机器人控制器总体构架进行了设计，特别是双臂机器人控制器中的数字I/O主板以及其三块数字I/O扩展板、自定义增强型扩展SPI总线、具有供电通讯装置及同步调试总线的底板和数字I/O主板上带有的各自独立的用于支持分布式控制或实时控制的现场总线、RS485接口、USB串口通信、下载调试接口JTAG、用于异步通信的通用串行数据总线USART及电源模块进行了硬件具体设计，并对数字I/O的软件进行了设计，还用C#开发了双臂机器人控制器的上位机用户界面，使用户更方便，快捷地对控制器进行操作。为了保证双臂机器人控制系统运行的可靠性，提出了针对双臂机器人控制器的故障检测，建立了故障检测整体构架，并对故障检测系统中的关键模块LCR进行了研究，对LCR的测量原理及其各部分进行了详细的研究，最后基于LabVIEW建立了故障检测系统的上位机用户界面。

双臂机器人控制器设计及故障检测

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