您的当前位置:澳门金沙网站 > 资讯娱乐体育汽 >

机器人动作控制及演示技术

时间:2019-08-16

  维普资讯 第2 l 卷 第 期 1 9 9 9 年 7月 南 京 化 工 大 学 学 报 V。 1 . 2l No . J u l y L 99 9 J OURNAL OF NANJ I NG UN I VERS I TY OF CHEM I CAL TECHNOLOGY 囤 6 摘 要 机 器人动作控制及演示技术 笙盔 ( 南 京 动 力 高 等 专 科 学 校 , 南 京 , 2 1 0 0 4 2 ) / 尸 探讨 了机器人动作在屏幕上的控 制和演示技 术。利 用 A u t o C A D软件 包提供的 2 次 开发接 口技 术, 采用 AD S C语言进行设计, 有鼓地解决 了机器人一链控制 中的控 制和演示难题。使控制和演示更加直观和容 易。 茎 中 键 圉 分 类 . 号 墨 T P 2 控 4 2 制 演 示 ; 力 z 予 享 1 J , I v L . 耳 - j, 寺 涛 ’ f 、 亨 \ I 目前 对机 器 人 的操 作控 制 , 较 多 的是 采用单 板 机输 入命 令 , 专 用硬件 进行编译 , 通过 P WM 放大 器 驱动 伺服 电机 , 从 而使 机器 人按指令动作 。 这 种方法 控 制较复 杂 , 需要输 入汇编 指令 , 而且 无法直 观地 显 1 . 2 面造 型 在A u t o C A D 内部 可 以借 助 于 A u t o S u f 实 现 面 ( 曲面 ) 造型 , 这 种实体包 含有表 面的数据 , 在对 机器 人 进行 动作 控制 时 要求 提供 实体 坐 标 , 这 种方 法会 额 外增 加计算量 , 不宜 采用 。 1 . 3 实体造型 Au t o D e . s k公 司 自Au t o C A D R1 l 版 以来 , 推出 了 示 机器人 的动作 。随 着 P C机 在控制 中 的广 泛运 用, 对 机器 人 的控 制也 逐渐 由模 糊控 制 、 自适 应控 制 发 展到模 糊 自适 应 P I D控 制 , 使 机 器人 具有 更好 的可 控 性和 更太 的灵活性 , 并且可 以 实现 在 屏幕 上直 观 显示 机器人 的动作 。实现以上 任务主要 是进 行程序 A ME软件包 , 专 门用于 三维实体制 作 ( 在 R1 3以后 + 不 再作 为 单 独 的 软件 包 , 而是和 A u t o C AD一起 提 设计 。作 者 比较 了 C ++/ c语言和 A D S — C语言 , 从 要 完成 的几 项工作 , 如机器 人立体模 型 的建 立 , 动 作 的控制 , 位置 信 息的反馈 , 误 差补偿校 正 以及 与演示 逼 真 程度有 关 的计算 ( 移动、 旋转、 消 隐) 等来看, 无 供) 。采 用这 种方法 制成 的模 型 , 可以认 为是真 正的 实体 , 具有丰富 的物质属性 , 而且构造 简便 。可 以直 接 构造 图元 , 如棱 柱 、 棱锥、 圆柱 、 圆锥 、 球、 环、 契 形 体等 , 可 以通过对 二维平面 图形的拉 伸 、 旋转等变 形 手段 制造 复杂 形状 的三 维实 体 , 然 后 可 以采用 编辑 论是工作强度和工作量而言, A D S — C都是更为合适 的可选语 言 。 命令 , 如交 、 并、 差等布 尔运 算 , 再 复杂的机器 人模型 也 可以 比较 轻松 地 在计算 机 中再 现 。这也 是用其它 的编程语 言无法相提 并论 的。 采用 A D S C语言不仅 建模方 便迅速 , 而 且可 以 实现对 机 器人 的直观 控制 和演示 。 1 机 器人立体模型 的建立 首 先必须在 P C机 中 设 计 出 机器 人 的 立 体 模 型。 常用的三维造型方法有 3 种, 即分别用线 、 面、 体 对 实体进 行描述 。 1 . 1 线框 造型 这 种方法 易于 实现 , 在A u t o C AD内部可 以方 便 2 机器人动作控制 2 . 1 控制系统结 构 地建 立 , 但它 只包含框 架信息 , 无法进行 三维 消隐等 工作 , 不宜采 用 。 机器人的运动较为复杂, 存在多自由度和关节 的耦 合。 一般采用 二级主从控 制 。 以P c机为主机 完 成 主动一级 控制 , 以单 片机 为从动机 完 成从动 二 级 收 稿 日期 : 1 9 9 8 一 l 0 — 2 3 维普资讯 第 4 期 撩 文胜 : 机器 ^ 动作 控 制 及演 示 技 术 5 9 控制 , 整个 系统 分为 3 个 层次 : 主控层 、 通讯 层 、 执 行 层。控制 系统框架结 构如 下。 分别 为 比例 、 积分 、 微分参 数 , 为 采样 标号 。控制 时 由鼠标或数字化仪等定位设备直接 点取 目标( 包括 三 维 坐标 及其 本身 造 型数据 ) , P C机接 受到 鼠标数 据 并进行 计算 , 得 出各关 节点 的运 动数据 , 通 过 R S 2 3 2 C串行 口发送给 P 1 D控制 器 , 然 后传送 给专用 控制 硬件 , 经 编译后 发送给 机器人 , 机器人将 会按照 指令 动作 , 动作 过程 中进行采 样并反 馈位置信 息, 随 时进 行误 差 补偿校正 。 2 . 2 控制程序 设计 控制 时只需接机 械结构计 算 出各关 节 点运 动数 据, 发送 移 动、 旋转 指令即可 。语句 如下 : . 圆 圆季亘团—圃 —恒 其 中机器人关 节伺服 系统 中 P 1 D算法 为 ( n ) = ? e ( n ) + . ?∑ e ( J ) + 皿? [ e ( n ) j l e ( n — — 1 ) 3 其中 e ( ) 为位置 反馈前采 样偏差 值 , K t , K ? , K a d sc o mma n d ( R T S T R, “ MOV E” , RT S T R, o b j , RT3 D P OI NT, p t 0 , RT 3 D P OI NT, p t l , O ) — ds a c o mm a n d( RT S T R, “ RO TAT E 3 D” , R T S T R, o b j , R T3 D P O1 N T, p t 0 , RT S T R, a n g l e , 0 ) 偏差 经 反馈 由闭环控 制 系统进 行 补偿 校正 , 再 将结 3 演示 程 序设 计 机器 人在接 受 动作 指令 后 应到 达 目标 位置 , 其 t y p e d e f e n u m { AP_ BOX = 0. AP _ CON" , AP CYL, AP S PH , — 果反馈 给主 机 , 主 机将 运 动过 程相 应地 在屏幕 上演 示出来 。结 构定 义如下 。 AP_ TOR , AP— E XT , AP REV , — AP — B O O; )a p P r i mt y p e ; t y p e d e f c n u m ( AP _ S UB T RAC T ̄0 , AP_ 1 NT , AP U NI ON; )a p B o o l t y p e; S t r U C t a p b o x i n f o( a p _ R al e x, Y , z ; } s t u r c t a p — c y l i n f o{ a p — R e a l r x, r y, h; } s t r u c t a p — s p h i n f o{ a p — R e a l ; } s t r u c t a p c o n i n f o{ a p — R e a l r x , r y , h; } s t r u c t a p — t o r i n f o( a p _ R c a l r ma x ,r mi n ; ) S t r U C t a p _ c x t i n f o{ a p — Re a l h, t a p e r , l o n g n; a p — S wp — p t s p t s ; } S t r U C t a p — r e v i n f o( a p — R e a l a n g l e , l o n g n;a p — S wp — p t s p t s ; } s t u r c t a p — b o o i n f o{ a p B o o k y p e o p , a p _ o b j i d o p l i a p — o b j i d o p 2 ; } t y p e d e f u n i o n{ s t r u c t a p — b o x i n f o b o x ; s t r u c t a p — c y l i n f o c y l ; 维普资讯 6 0 南 京 化 工 大 学 学 报 第2 l 卷 s t r u c t a p — c o n i n f o c o n; s t r u c t a p 一 ∞r i n f O ; s t r U e t a p — s p h i n f o s p h; tr s u c t a p — r e v i n f o r e v; tr s u c t a p — e x t i n f o e x t ; s t r u c t a p — oo b i n f o b 0 0; }a p — P r i mi t i v e; t y p e d e f s t r u c t a po b  ̄ n f o{ a p _ o b j t y p e。 b j ; — a p — P r i mi t y p e t y p e; a p — Tr a n s 3 d ma t ; c h a r t  ̄t [ 6 4 3 s hor t c o l or; a p — P r i mi t i v e p r i m; ) a p — o b j i n f o ; 三 维视 角设 置 : ad s — s e t v a r ( R T S TR, “ TI TL E MOD E ”; 8 nB ) ; ads c o mma n d ( RT S T R, “ MV I E W ”, RT3 DP O I NT, p t 0 , R T3 D P OI NT, p t 1 . 0 ) — a d sc o mma n d ( R T S T R,“ Z OO M” , RT S T R, “ AL L ” , 0 ) ; — a d s — c o mma n d ( R T S T R, MS P ACE ” , 0 ) ; a d sc o mma n d ( RT S T R, “ Z O OM” , RT S T R, “ 0 . 7 X” , 0 ) : — 具有 广泛 的应用前 景 。 4 结束 语 该方法 经测试 结果较 为理 想 , 控 制直观 简便 , 演 示效 果逼真 。用 A ME构造模 型 , A D S — C结合 A P I 编 参 考 文 献 1 棣文胜 , 俞光曲 A u t  ̄A D应用建 成培训 北 京t 电子工 业出版 社, 1 9 9 7 , 4 程实现 一些 自动控制 和演示项 目是 简便可行 的 。与 纯粹使 用语 言编 程来 实现 控制 和 演示 相 比 . 具有 较 大 的优势 。该方 法 ( A ME 、 AD S 、 A P I ) 即 3 A方 法 , 具 2 椽文 胜 3 A: 截面 数据 获取 新方法 南京动力高等专 科学 报, 1 9 9 7, 1 0 ( 1 ) { l 9 ~ 2 3 3 殷跃宏 . NA I WR 一 1 l智能 两 足步 行 机 器^ 模 糊 自适 应 控 制 研究 南 京航 空 航 天 大学 学 报 , 1 9 9 6 , 2 8 ( 5 ) 7 1 3 ~7 1 8 4 王槽军 . Au t o C A D R I 2 / R1 3 应 用 c程 序设 计 版社, 1 9 9 5 8 有对实 体模 拟能 力强 而 且简 便 , 对实 体控 制处 理方 北京 : 电子 工 业 出 便迅速可靠 , 编程相对 简单等优点, 在机械加工、 自 动控制、 模拟演示 、 仿真等诸多场合都可加以应用 , T E C HNI QU E 0F C 0NT R0L L I NG AND DE M0 NS T RAT I NG 0F R 0B0T S A CT1 0N Xu ’ ( Na n  ̄ n g P o we r C o l l e g e ,Na n j i n g .21 0 0 4 2 ) Ab s t r a c t T h e t e c hn i q u e o f c o n t r o l l i n g a n d d e mo n s t r a t i n g o f r o b o t s a c t i o n wi t h c o mpu t e r wa s d i s c u s f r e d . Us i n g ADS C l a n g u a g e t 0 d e s i g n t h e p r o g r a m wk h t h e s e c o nd i n t e fa r c e t e c h ni q u e o f f e r e d b y Au o CAD t s o f t wa r e p a c k a g e.t h e p r o h — l e m o f t h e c o n t r o l l i n g a nd d e mo n s t r a t i ng i n t h e ir f s t c o n t r o l l ng i c o u r s e wa s e f f e c t i v e l y s o l v e d .T h e wo r k of c o n t r o l l i n g a n d d e mo n s t r a t i n g wa s ma d e mo r e vi s u a l a n d e a s i e r . Ke y wo r d s r o ot b c o n t r o l d e mo n s t r a t e

  机器人动作控制及演示技术_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。维普资讯 第2 l 卷 第 期 1 9 9 9 年 7月 南 京 化 工 大 学 学 报 V。 1 . 2l No .

北大医疗鲁中医院 发财树之家 中国文化网 上海硕博公司 华恒生物官网 武汉未来科技城 百度
联系我们

400-500-8888

公司服务热线

澳门金沙网站