基于Windows CE的Scara型机械手运动控制系统设计

【摘要】机器人(机械手)是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备。Scara型机械手是工业生产中使用最广泛的机械手之一。现有的Scara机械手控制方式大多数为“PC+控制卡”,响应有延时,控制设备成本较高。而在WinCE系统下,利用嵌入式平台作为控制端,不仅能提高系统的实时性,且能降低控制平台的成本。本论文主要设计了基于WindowsCE系统下的Scara型机械手运动控制系统软件。具体研究内容如下：首先分析研究了课题研究的相关背景,并总结概括了国内外关于机械手控制系统的研究成果。其次介绍了本论文中Scara机械手的控制系统主要硬件参数。接着根据Scara型机械手的数学模型推导了机械手正、逆运动学的解,并计算了机械手运行的工作空间。再次研究了利用工作区间判断轨迹规划中是否存在不合理点的方法。然后计算出了用于Scara型机械手轨迹规划的修正正弦曲线表达式,并探究了在笛卡尔空间中进行轨迹规划的方法,结合一个实际例子详细说明了机械手轨迹规划的步骤。接着定制并导出了在嵌入式平台下的WindowsCE系统及其SDK。最后设计了Scara型机械手控制系统软件的框架及工作流程,并利用C#语言开了软件的UI界面。结合多线程技术、位图绘制技术、软件权限设置技术等,实现了保障Scara型机械手正常运行的相关功能。本套控制系统软件在仿真模拟器上经过测试,输出的主要关节运动曲线平滑无冲击,满足Scara型机械手对运动轨迹平滑的要求。同时研究了WinCE下调用线程的延时误差,明确了WinCE系统实时性的特性。本套软件达到了预期的设计目标。
【作者】史佳文；
【导师】陈广锋；齐亮；
【作者基本信息】东华大学，机械工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】Scara；轨迹规划；WindowsCE；C#；嵌入式开发；

【参考文献】
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