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哈尔滨工程大学硕士学位论文五自由度关节式机器人控制系统的研究姓名:赵庆亮申请学位级别:硕士专业:机械电子工程指导教师:王以伦 20030301 哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要机器人技术是近30年来迅速发展起来的一门新兴技术,它代表了机电一体化的最高成就。本论文结合理论与实践,对五自由度关节式机器人的控制系统进行了研究。机器人采用了关节式类人结构,在机构上使用了谐波减速器和蜗轮蜗杆等装置使机器人的结构更加精巧。机器人的各个关节由步进电机作为驱动源。对机器人进行了运动学分析,包括运动学的正分析和逆分析,对机器人的工作空问也进行了分析。设计了机器人的PC机控制软件、上位机控制系统和下位机控制系统, PC机控制软件采用VB 。上位机控制系统主要由AT89C51单片机组成。下位机控制系统由AT89C2051单片机、步进电机驱动器等组成。设计了上、下位机控制系统的软件。进行了实验,实验结果表明所研制的机器人控制系统达到了设计要求。关键词:机器人;AT89C51单片机;AT89C2051单片机;步进电机哈尔滨工程大学硕士学位论文 Abstract Technology of Robot is anewtechnology which hasdevolopped rapidly for about thetiptop achievement of thesystem ofmechanics paper studies onthe controlsystem of arobotoffive—degree freedom. ThisRobot is ajoint-Robot like aman and uses worm and worm wheel and harmonic gear retarder initsmachine which makes the structure ofRobot more is drivedbystepping motor. Kinematics analysis isdone analysis includes positive and athwartand work space. puter interface ofthe robotoffive—degree offreedom isdesigned by VB controlsystem(including AT89C5 1SCM board)and thejoint (including AT89C205 1SCM,stepping motor drivers)of Robot software is alldesigned inthepaper. Finally the experiment experiment results indicate thatthe Robot and itscontrolsystem havereached thedesignrequest. Keyword:robot,AT89C51 SCM,AT89C2051 SCM,steppingmotor 哈尔滨工程大学硕士学位论文第1章绪论 。-I'1综合学科。它综合了力学、机构学、机械设计学、计算机工程、自动控制、传感技术、电液驱动技术、人工智能、仿生学等学科的有关知识和最薪研究成果,代表了机电一体化的最高成就。机器人学是随着机器人的发展而发展的,而它的发展与完善又不断地推动着机器人技术水平的提高,扩大着机器人的应用领域;同时机器人学也极大地促进了控制技术、人工智能、传感技术、仿生学等学科的发展, 所以机器人学是--I"1集中反映高新技术的新兴学科。现代科学技术的迅速发展,尤其是进入80年代以来,机器人技术的进步与其在各个领域的广泛应用,引起了各国专家学者的普遍关注。许多发达国家均把机器人技术的开发、研究列入国家高新技术发展计划。世界各国普遍在高等院校为大学本科生及研究生开设出介绍机器人技术的有关课程。为了培养机器人开发、设计、生产、维护方面的入才,我国很多高校也为本科生和研究生开设了机器人学课程。我们所开发的五自由度关节式机器人,可以为进一步研究工业机器人的工作原理和工作过程奠定一定的基础。将其作为《机器入学》、《机器入技术》及《机电一体化系统设计》课程及机械电子工程专业机电结合的综合教学实验设备,不仅可以使学生在轻松愉快的氛围中充分理解相