国内图书分类号:TP242
工学硕士学位论文
直角坐标式排牙机器人路径规划与控制
硕 士 研究生: 唐伟
导 师: 张永德
申请学位级别: 工学硕士
学 科、专 业: 机械电子工程
所 在 单 位: 机械动力工程学院
答 辩 日 期: 2012 年 3 月
授予学位单位: 哈尔滨理工大学
Classified Index:TP242
Dissertation for the Master Degree in Engineering
Path Planning and Control of Cartesian
Robot for Tooth Arrangement
Candidate: Tang Wei
Supervisor: Zhang Yongde
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Mechatronic Engineering
Date of Oral Examination: March, 2012
University: Harbin University of Science and
Technology
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文
直角坐标式排牙机器人路径规划与控制
摘 要
机器人在医学领域尤其是口腔修复领域的广泛应用,可以极大缩短义齿
的制作周期,减小口腔医生的劳动量并实现自动化,带来巨大的社会效益以
及经济效益。机器人控制系统的研发是保证排牙机器人系统功能全面、开放
性强、可靠性的重要因素。在国内外现有研究成果的基础上,搭建了以多轴
运动控制器 PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)运动控制卡为核心的
硬件系统,并设计了直角坐标式排牙机器人系统控制软件。
本文首先分析机器人的结构及排牙的过程,在明确本文多目标抓取的路
径规划问题的基础上,参考典型的旅行商问题,建立起本文的多目标抓取路
径规划问题的数学模型,借助遗传算法对该问题进行求解,获得最优解,确
定各颗义齿排列的先后次序。
建立六自由度直角坐标式排牙机器人的运动学模型。利用齐次变换矩阵
法建立正运动学模型,推导出关节空间至直角坐标空间的转换关系。然后利
用几何法导出了相应的逆运动学模型,建立末端执行器从直角坐标空间与关
节空间的
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