基于实时操作系统的Delta机械手协同控制系统设计

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Delta机械手是世界上应用最广泛的并联机构,末端能够获得很高的速度和加速度,多De lt a机械手协同控制在生产线上有着十分广阔的应用前景。因此,研发具有自主知识产权的多机械手协同控制系统具有十分重要的意义。  本论文主要设计了基于RTX实时操作系统下的Delta型机械手协同控制系统。具体研究内容如下:  设计了基于Windows/RTX的多个Delta型机械手协同控制系统方案:利用“PC+运动控制卡”方式进行控制系统设计,再对其执行抓取――放置任务的动作进行动态轨迹规划。选取Wind o ws/RT X平台,将待抓取物体的坐标信息通过实时以太网传递给相应的机械手,使它们可以协同抓取物体。  设计单台Delta机械手的控制方案:首先确定单个机械手的控制方案,给定硬件参数和选择硬件型号,搭建硬件平台,然后推导Delta机械手的运动学方程,得出运动学正解和逆解。将机械手末端路径在笛卡尔空间中分为六段直线,每段采用修正正弦方式计算末端轨迹。采用牛顿迭代法来跟踪输送线上的目标,进而规划出完整的轨迹,并依据末端位置逆解出各个关节需转动的角度以驱动伺服电机。  设计实现多De lt a机械手之间的协同控制:首先在服务器开辟坐标池,通过随机生成数据模拟传送带上的物体坐标并加入坐标池,根据输送带速度对坐标池中数据进行更新。定时通过多线程将物体坐标数据循环发送至所有连接的客户端,并开启新的线程监听客户端反馈。客户端对收到的数据进行分析,进行动态轨迹规划并向服务器反馈已完成抓取物体信息。  对控制系统软件进行测试:在RT X操作系统下,对基于RT-TC P协议的本套控制系统软件进行数据收发测试,测试结果实现了45组数据每组的平均收发时间为40微秒,满足了De lta机器手协同控制的作业要求。
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