一種兩自由度并聯(lián)機械手教學演示平臺數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、Diamond并聯(lián)機械手體現(xiàn)了機電一體化多學科互相結(jié)合、互相滲透的特點。它集機、電、氣、計算機控制為一體，非常適合用于機電專業(yè)的教學演示，在這臺設(shè)備上既可以進行演示實驗，也可以供學生進行測繪、拆裝、電器接線和軟件編程等實驗。因此本文以兩自由度Diamond并聯(lián)機械手為研究對象，提出基于虛擬儀器技術(shù)的兩自由度Diamond并聯(lián)機械手教學演示平臺的控制系統(tǒng)設(shè)計方案。該方案以“PC+NI運動控制卡”的開放式體系結(jié)構(gòu)作為控制系統(tǒng)硬件平臺核心，以

2、模塊化設(shè)計理論為依據(jù)，構(gòu)建了控制系統(tǒng)軟件構(gòu)架，并利用圖形化開發(fā)工具LabVIEW實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的核心功能。全文工作和取得成果概括如下： (1)研究了一種兩自由度并聯(lián)機械手運動學建模方法，構(gòu)建其運動學位置逆解和正解模型。在此基礎(chǔ)上提出了一種適合兩自由度并聯(lián)機械手的軌跡規(guī)劃方法。分析了正弦，多項式和修正梯形模式的運動軌跡，考慮到計算速度對控制系統(tǒng)有著至關(guān)重要的影響以及便于學生掌握軌跡規(guī)劃知識點，最終確定了這種兩自由度并聯(lián)機械手的軌跡

3、規(guī)劃采用正弦模式。并且在機械手末端執(zhí)行器的工作空間進行了路徑規(guī)劃，采用弧線過渡代替了傳統(tǒng)的直角過渡，減輕了機構(gòu)振動，同時提高了機械手的執(zhí)行效率。 (2)建立了“PC+NI運動控制卡”開放式硬件體系結(jié)構(gòu)，為控制系統(tǒng)功能的實現(xiàn)提供了靈活的硬件控制平臺。 (3)基于虛擬儀器技術(shù)設(shè)計了兩自由度并聯(lián)機械手教學演示平臺控制系統(tǒng)方案，使用LabVIEW設(shè)計虛擬操作面板和控制界面，簡化了操作面板設(shè)計工作；開發(fā)了機械手回零、空運行與連續(xù)運