基于AVR平台的六自由度仿人机械手臂控制算法研究

AVR平台的六自由度仿人机械手臂

基于ＡＶＲ平台的六自由度仿人机械手臂控制算法研究ｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉ

基于ＡＶＲ平台的六自由度

仿人机械手臂控制算法研究

Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆ６一ＤＯＦＨｕｍａｎｏｉｄＲｏｂｏｔｉｃＡｒｍ

ＣｏｎｔｒｏｌＡｌｇｏｒｉｔｈｍＢａｓｅｄ

ｏｎ

ＡＶＲ

沈长青孔凡让刘永斌刘

方

（中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，合肥２３００２７）

摘要：传统机械手臂各关节常用电机来驱动，其驱动系统较为复杂，设计难度较大。提出以ＡＶＲ为控制平台，以舵机作为机械臂各关节驱动，并着重介绍了基于舵机特有的工作方式而提出的一种可以对该机械臂各关

节运动速度、方向和运动冒：进行控制的算法。该算法同时还具备可扩展性等优点，即可以对由舵机驱动的更多自

由度的机械手臂进行实时控制。

关键词：ＡＶＲ平台

仿人机械手臂可控速算法

ＤｏＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７—０８０Ｘ．２０１０．０５．００７

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｒｏｂｏｔｉｃ

ｅｓｓａｙ，ｉｔｒｅｆｅｒｅｄｔｏｔａｋｅＡＶＲ

ａ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＶＲｐｌａｔｆｏｒｍ

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ｈｕｍａｎｏｉｄｒｏｂｏｔｉｃａｒｍ

ｓｐｅｅｄ－ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ

０引言位置的干涉问题，因此，机器人机械手臂关节驱动系统的运动分析和控制方法已经成为研究中的重点问题之一。

本文在分析人体手臂各关节结构及长度比例分布的基础上，研制了一款六自由度仿人机械手臂，并利用ＡＶＲ控制平台设计了相应的控制系统，实现了对其运动速度、方向和运动量的实时控制。文中重点描述了对该机械手臂运动进行控制的算法思想、控制平台以及程序实现等。

目前机械手臂是机械人技术领域中应用最广泛的

自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，较为精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业。

运动控制在机械手臂研制过程中可谓一大难点，需综合考虑机械臂各部分的质量、转动惯量，合理控制其运动角速度以及加速度，同时还要避免各关节运动

作者简介：沈长青１９８７年生，硕士研究生。研究方向为智能机器人。

孙凡让教授，博士生导师。研究方向为状态检测与故障诊断等。

柏机电一体化Ｉ

２０１０．５

万方数据