1、機器人是近幾十年來才迅速發(fā)展起來的，最為典型的機電一體化產(chǎn)品，它現(xiàn)在被應(yīng)用在人類生活的各個方面，其中小型化、輕量化和多功能的排爆機器人，在軍事上極具應(yīng)用和研究價值。正是因為這個原因，本文設(shè)計和研究了一個輕型的多關(guān)節(jié)機器人，它可以安裝在實驗室已有的移動平臺上，構(gòu)成排爆機器人，從而實現(xiàn)更大的用途。 本文在研究了國內(nèi)外眾多相關(guān)機器人的基礎(chǔ)上，根據(jù)項目要求設(shè)計了機器人的整體方案和具體的機械結(jié)構(gòu)，機器人為五個自由度關(guān)節(jié)型串連機器人，全部采

2、用轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)處采用行星齒輪減速器和蝸輪蝸桿機構(gòu)的兩級減速機構(gòu)來增加速比，從而以小的機構(gòu)獲得大的減速比，由直流電機驅(qū)動。 為了進一步的控制上的需要，在已得到的機器人三維模型的基礎(chǔ)上，本文對機器人進行了運動學(xué)方面的研究，包括建立了機器人連桿坐標(biāo)系以及參數(shù)表；推導(dǎo)出機器人的正、逆運動學(xué)矩陣方程；得到了正、逆運動學(xué)方程的解；并且用Matlab軟件中的RoboticsToolbox工具箱對其進行了仿真。 本研究采用PC+DSP

3、的兩級控制方式，上層用PC機進行軌跡的規(guī)劃以及運動學(xué)求解，并將求得的結(jié)果通過串口傳給下層執(zhí)行；下層為自制的運動控制器，以雙DSP芯片為核心，控制和驅(qū)動各個電機，采用高精度的光電編碼器作為速度和位置的反饋元件，從而帶動各個關(guān)節(jié)運動，能夠?qū)崿F(xiàn)位置控制、速度控制以及電流的控制。研究了單關(guān)節(jié)的PID控制算法，并對其進行了仿真，得到較理想的結(jié)果。另外，本文還對控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)進行了總體的描述。 最后，對機器人系統(tǒng)進行了簡單的試驗，并和仿