家庭服务机器人的机械臂控制研究毕业论文

学校代码学号本科学年论文（设计）学院、系专业名称年级学生姓名指导教师20年9月日目录摘要 (4)Abstract (5)第一章：绪论 (6)1.1 机械臂的发展史 (6)1.2 国内外发展状况 (6)1.3 课题研究背景 (7)第二章系统整体设计思路 (7)2．1 整体设计概述 (7)2．2 单片机简介 (7)2．3 系统硬件系统设计 (8)2.3.1 电路总框架图 (8)2.3.2 硬件电路概括 (8)2.3.2.1 单片机电路 (8)2.3.2.2 稳压电路............................. (9)2.3.2.3 舵机驱动电路 (9)2.3.2.4 传感器电路 (10)2．4 系统软件系统设计 (10)2.4.1 编程思想 (10)2.4.2 程序流程图 (11)2.4.3 程序及注释 (12)第三章PCB设计 (19)3．1 PCB设计过程 (19)3．2 零件布局 (20)3．3 布线 (21)3．4 放置敷铜 (19)3. 5 PCB电路图 (21)第四章：设计过程问题分析 (22)第五章：总结 (23)致谢 (23)参考文献 (24)基于C8051F310单片机的机械臂的设计摘要：随着时代的进步，机械臂技术的应用已越来越普及，已逐渐渗透到军事、航天、医疗、日常生活及教育娱乐等各个领域。

慢慢取代了人类的劳动，尤其是代替人到不能或不适宜去的、有危险等的环境中。

一个完整的机械臂系统主要包括机械、硬件和软件等部分。

设计时需要考虑结构设计、控制系统设计、运动学分析等部分，对于整个研发工作，需要把各个部分紧密联系，互相协调设计。

本文旨在介绍2010-2011学年论文—机械臂的设计方案。

通过C8051F310单片机对五路舵机的分别控制，实现具有五个自由度的机械臂的功能，该机械臂具有灵活、稳定、反应快速、用途广等优点。

关键词：机械臂，单片机，自由度Based on C8051F310 SCM design of mechanical armAuthor:Tutor:AbstractWith the progress of The Times, the application of mechanical arm technology has become more and more popular, already permeates gradually to military and aerospace, medical treatment, the daily life and the education entertainment, and other fields. Slowly replaced human labor, especially instead of people to be or not to go, is dangerous for the environment.A complete mechanical arm the system includes machinery, hardware and software, and other parts. The design consideration of the need when structure design, control system design, kinematics analysis, for the whole of research and development work of each part, need to close contact each other, coordinate design. This paper aims to introduce the 2010 2011 academic year paper design scheme of mechanical arm. Through the C8051F310 microcontroller to five road of steering gear control to realize respectively with five of the freedom of the function of the mechanical arm, the mechanical arm with flexible, stable and quick response, wide application, etc.Keywords: Mechanical arm, SCM, degrees of freedom第一章绪论1.1 机械臂的发展史随着社会分工的细化，从事简单重复工作的人们强烈渴望有某种能代替自己工作的机械臂出现，1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。

机械臂控制技术的研究与开发机械臂是一种能够执行多种任务的通用性工具，能够模仿人手的自由运动，执行各种操作。

但机械臂的控制技术也相应变得更加复杂。

本文将讨论机械臂控制技术的研究与开发。

一、机械臂的结构机械臂主要有运动部件、控制器、传感器和接口等组成部分。

其中运动部件包括臂、肘关节、腕关节、爪等，控制器负责机械臂的运动，传感器用于检测机械臂的位置和工件的状态，接口可以为机械臂提供电信号和电气信号。

二、机械臂的控制方法机械臂的控制方法主要有两种，即基于位置的控制和基于力的控制。

基于位置的控制主要是通过约束机械臂的轨迹，使机械臂运行到指定的点位。

而基于力的控制则是根据所需的反作用力和精度要求，在机械臂末端执行器上实时调整力。

三、机械臂控制技术的研究方向1. 视觉导航技术机械臂的视觉导航是将计算机视觉技术与机械臂智能控制相结合，能够在运动中自动感知周围环境，调整机械臂的运动轨迹，以满足特定的需求。

机器视觉技术本质上是通过足够的交互操作来提取环境信息和工件图片等。

2. 新型控制算法新型控制算法可以有效提高机械臂控制的稳定性和精度。

例如，基于强化学习的逆向动力学控制可以通过学习手头任务的反向环境等方式提高机械臂控制的精度和稳定性。

3. 新型机械臂机构构设计机械臂机构的设计需要在强度、精度和成本等方面进行平衡。

机械臂的传感器也需要支持高精度检测、高速度检测、多方向检测等不同应用的需求。

机械臂的机构设计也必须支持装配和维护，当然，若这并不合适，机器人工程师可以用机器人零件商店来购买机器人组件。

四、机械臂控制技术的应用机械臂控制技术在许多领域都有着重要的应用，如生产制造、医疗护理、搬运储运、安全检测、航空航天等领域。

例如，在医疗护理领域中，机械臂可以作为手术助理，提高手术质量和效率，并减少人工操作的风险。

总的来说，机械臂作为一种通用的工业自动化设备，可用于各种领域，包括生产、医疗和储运等领域。

机械臂的发展和进步离不开控制技术的不断提高。

基于STM32的机械臂驱动系统设计摘要由于机械臂在各行各业中得到了愈来愈广泛的应用，机械臂控制的多样化、复杂化的需要也随之日趋增多。

作为当今科技领域研究的一个热点，提高机械臂的控制精度、稳定性、操作灵活性对于提高其应用水平有着十分重要的意义。

本课题主要对四自由度机械臂控制系统进行了研究与设计。

作为运动控制系统的一种，该控制系统主要面向底层，力争开发出一套稳定性高，可靠性强并且定位准确的工业机械臂系统。

首先根据机械臂系统的控制要求，整体上设计出单CPU 的系统控制方案，即通过控制主控制器输出的PWM 波的占空比实现对舵机转动的控制，进而实现各个关节的位置控制。

在硬件方面，主要论述了如何以ARM 微处理器STM32F103ZET6、MG995舵机、MG945舵机、超声波传感器和电源模块为主要器件，通过搭建硬件平台和设计软件控制程序构建关节运动控制系统。

然后按照结构化设计的思想，依次对以上各部分的原理和设计方法进行了分析和探讨，给出了实际的原理图和电路图。

在软件设计方面，按照模块化的设计思想将控制程序分为初始化模块和运行模块，并分别对各个模块的程序进行设计。

实验表明，该机械臂控制系统不仅具有很好的控制精度，还具有很好的稳定性、准确性，而且在很大程度上改善了定位精度。

关键词：四自由度机械臂，STM32，Cortex-M3，脉冲宽度调制the Design of Manipulator Drive System Based on STM32AbstractIn recent years, robot arm is widely used in industry control, special robot, medical device and home service robots. Research of robot arm control system is a focus in robot area. It is meaningful to increase the performance in accuracy, stability and feasibility.This paper is the research and design about a control system based on a four degrees freedom’s design. And, we strive to develop a high stability, reliability and accurate control system.Firstly, according to the control requirements of the robotic system, the overall design of the system control program is based on a single CPU. Turn the steering control to achieve the control of the duty cycle of the PWM wave output by the main controller, so as to realize the position control of each joint. In terms of hardware, the paper mainly discusses how to use the ARM microprocessor STM32F103ZET6, MG995 Servo, MG945 servos, ultrasonic sensors and power supply module as the main components, build a joint motion control system by building hardware platforms and software control program. Then follow the structured design ideas, principles and design methods sequentially over each part is analyzed and discussed, and then give the actual schematic or circuit diagram. In software design, the control program is divided into the run modules and the initialization module and design program of each module separately.Control system experiments show that the system can significantly improve the precision of control, and improve system stability, accuracy, so that the positioning accuracy of the robot arm has been greatly improved and enhanced.Key Words: Four Degrees Freedom Robot, STM32, Cortex-M3, Pulse Width Modulation目录1绪论 (1)1.1机械臂概述 (1)1.1.1机械臂研究的意义 (1)1.1.2国内外机械臂的研究现状及发展趋势 (1)1.1.3机械臂的分类 (2)1.2机械臂控制的研究内容 (4)1.2.1机械臂的驱动方式 (4)1.2.2机械臂的机械结构 (4)1.2.3机械臂的控制器 (5)1.2.4机械臂的控制算法 (5)1.3嵌入式系统简介 (5)1.4本文的主要工作 (6)2机械臂控制系统的总体方案设计 (7)2.1机械臂的机械结构设计 (7)2.1.1臂部结构设计原则 (7)2.1.2机械臂自由度的确定 (7)2.2工作对象简介 (7)2.3机械臂关节控制的总体方案 (8)2.3.1机械臂控制器类型的确定 (8)2.3.2机械臂控制系统结构 (9)2.3.3关节控制系统的控制策略 (9)2.4本章小结 (9)3机械臂控制系统硬件设计 (11)3.1机械臂控制系统概述 (11)3.2微处理器选型 (11)3.3主控制模块设计 (13)3.3.1电源电路 (13)3.3.2复位电路 (14)3.3.3时钟电路 (15)3.3.4 JTAG调试电路 (15)3.4驱动模块设计 (16)3.5电源模块设计 (17)3.6传感器模块设计 (19)3.7本章小结 (19)4机械臂控制系统软件设计 (20)4.1初始化模块设计 (20)4.1.1系统时钟控制 (20)4.1.2 SysTick定时器 (22)4.1.3 TIM定时器 (23)4.1.4通用输入输出接口GPIO (24)4.1.5超声波传感器模块 (24)4.2运行模块设计 (25)4.3本章小结 (26)5 系统的整机调试 (27)5.1硬件调试 (27)5.2软件调试 (28)5.3故障原因及解决方法 (31)5.4本章小结 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (37)附录A (37)附录B (46)附录C (47)1绪论1.1机械臂概述1.1.1机械臂研究的意义早在几千年前，人类就开始了机器人的制造，以解决人类繁重的劳动。

机械臂动力学方程：描述机械臂在运 动过程中的力和力矩关系
机械臂运动学和动力学分析：为机械 臂的设计和优化提供理论依据
机械臂动力学分析
机械臂动力学模型：描述机械臂的动力学特性 机械臂动力学方程：描述机械臂的动力学行为 机械臂动力学分析方法：如牛顿-欧拉法、拉格朗日法等 机械臂动力学仿真：通过仿真软件进行动力学分析，验证动力学模型的准确性和可行性
Part Six
总结与展望
毕业设计总结
设计目标：完成机械臂的设计和制作 设计过程：包括方案设计、结构设计、控制系统设计等 设计成果：成功制作出机械臂，并实现了预定功能 设计反思：对设计过程中的不足和改进方向进行总结 展望未来：对机械臂未来的应用和发展进行展望
未来研究方向与展望
机械臂智能化： 研究如何提高机 械臂的自主决策 能力，使其能够 更好地适应复杂 环境
机械臂：型号、规格、性能参数
测试工具：传感器、数据采集设备、 分析软件
添加标题
添加标题
控制系统：硬件、软件、接口
添加标题
添加标题
测试环境：温度、湿度、光照、噪 音等环境因素
实验与测试方法
实验目的：验证机械 臂的性能和稳定性
实验设备：机械臂、 传感器、控制器等
实验步骤：安装、调 试、运行、测试等
测试指标：速度、精 度、稳定性、可靠性 等
Part Two
机械臂系统设计
机械臂系统需求分析
功能需求：实现机械臂的抓取、搬运、 装配等操作
性能需求：满足精度、速度、稳定性 等性能指标
环境需求：适应不同的工作环境，如 高温、低温、潮湿等
安全需求：确保操作人员的安全，避 免机械臂对人员造成伤害
成本需求：在满足性能需求的前提下， 尽量降低成本

机械臂柔顺运动控制技术研究机械臂柔顺运动控制技术研究：走向精确和高效的未来近年来，机械臂的应用范围越来越广泛，从工业生产线到医疗手术室再到家庭助手，机械臂都扮演着重要的角色。

然而，传统的机械臂在某些应用场景下存在一定的局限性，例如在与人类合作或对复杂环境的适应性上。

为了克服这些问题，机械臂柔顺运动控制技术应运而生，其致力于提高机械臂的柔顺性、精确性和高效性。

本文将探讨该技术的研究进展和未来发展方向。

柔顺运动控制技术是指机械臂通过具有精确力传递和高灵活性的机械结构，实现类似于人类手臂的柔软运动。

这种运动可以应对复杂的环境要求，比如与人类进行合作或在狭小空间中操作。

在传统的机械臂中，刚性结构和刚性控制往往导致运动精度和灵活性的不足。

而柔顺运动控制技术通过引入弹性材料、柔性机械结构和感知反馈控制算法等手段，有效提高了运动表现。

首先，柔性机械结构是实现机械臂柔顺运动控制的核心之一。

传统机械臂的末端执行器通常由刚性材料制成，限制了运动灵活性和安全性。

而柔性材料的引入可以提供更自由的运动范围，同时降低了与环境或操作对象接触时的风险。

例如，研究人员已经成功开发了基于人工肌肉和弹性材料的机械臂，实现了精确、连续和逼真的运动。

这种柔性机械结构的研究对于提高机械臂在协作机器人、医疗手术等领域的应用潜力具有重要意义。

其次，柔顺运动控制技术需要配备高效的感知反馈系统，以提供准确的运动信息并对环境变化进行实时响应。

在复杂的应用场景中，机械臂需要不断地感知和分析周围环境的信息，以便根据需要调整运动轨迹和力量输出。

近年来，计算机视觉和力传感器等技术的快速发展为实现这一目标提供了强有力的支持。

机械臂可以通过视觉系统检测周围物体的位置、形状和姿态，并通过力传感器感知外力作用下的变形情况。

这种感知反馈系统的引入使机械臂能够更好地适应环境需求和与人类进行交互。

从实际应用角度来看，机械臂柔顺运动控制技术在医疗、家庭助理和协作机器人等领域具有巨大的潜力。

柔性机器人的自主机械臂运动控制研究柔性机器人，作为一种崭新的机器人技术，越来越受到人们的关注和重视。

与传统刚性机器人相比，柔性机器人具有更大的自由度、更高的灵活性和更好的适应性。

然而，柔性机器人的自主机械臂运动控制一直是一个具有挑战性的问题。

本文将对柔性机器人的自主机械臂运动控制进行研究和探讨。

一、柔性机器人的特点与挑战柔性机器人与刚性机器人最大的区别在于其柔软的结构。

柔性材料的运用使得机器臂可以实现更复杂的运动，并且能够适应不同的工作环境和任务。

然而，柔性机器人的自主机械臂运动控制面临着一些挑战。

首先，柔性机器人的运动受到非线性和时变特性的影响，使得控制算法的设计复杂化。

其次，柔性材料本身具有一定的延展性和刚度变化，对控制算法的精度和稳定性提出了更高的要求。

因此，如何有效地实现柔性机器人的自主机械臂运动控制成为了一个亟待解决的问题。

二、柔性机器人自主机械臂运动控制的方法针对柔性机器人的自主机械臂运动控制问题，目前学术界和工业界都提出了一些解决方法。

下面将介绍几种常见的方法。

1. 建模与控制建模是柔性机器人运动控制的关键一步。

通过对柔性机器人进行动力学建模和力学建模，可以得到机器人的运动学和动力学特性，为后续的控制算法设计提供基础。

现有的柔性机器人建模方法包括有限元法、模态分析法等。

2. 轨迹规划与优化柔性机器人的轨迹规划与优化主要解决如何使机器人的末端执行器按照既定的轨迹完成任务。

常用的轨迹规划方法有基于模型预测控制的方法、基于优化算法的方法等。

这些方法可以通过对机器人动力学特性和约束条件的考虑，实现更加准确和高效的轨迹规划。

3. 自适应控制自适应控制是指机器人根据外界环境和输入变化自主调整控制策略的能力。

对于柔性机器人的自主机械臂运动控制来说，自适应控制可以提高机器人在不同工作环境下的适应性和鲁棒性。

常见的自适应控制方法包括模型参考自适应控制、模糊自适应控制等。

三、柔性机器人自主机械臂运动控制的应用前景柔性机器人的自主机械臂运动控制不仅对于工业制造领域有着广泛的应用前景，还在医疗、服务机器人等领域有着巨大的潜力。

机器人手臂控制系统的研究与实现随着科技和工业的发展，机器人已成为现代工业生产的重要组成部分。

而机器人手臂则作为机器人的核心部件，直接关系到机器人的使用效果。

因此，机器人手臂控制系统的研究与实现具有重要的意义。

一、机器人手臂控制系统的概述机器人手臂控制系统是指通过计算机控制机器人手臂的运动，实现机器人的全部动作。

其主要由硬件和软件两个方面构成。

在硬件方面，机器人手臂控制系统主要由机器人手臂、传感器、执行器等电子和机械部件组成。

这些部件通过组合形成机器人手臂控制系统，实现对机器人手臂的各种运动控制。

在软件方面，机器人手臂控制系统则主要指机器人的控制程序。

通过编写合适的控制程序，计算机可以控制机器人手臂完成各种任务，如抓取、搬运、装配等。

同时，还可以实现机器人的自主控制和智能化。

二、机器人手臂控制系统的实现途径机器人手臂控制系统的实现途径有多种。

其中，基于传统的控制理论的机器人手臂控制系统占主导地位。

这种控制系统采用传统的控制算法，通过PID控制实现对机器人手臂的精确运动控制。

此种方法在实现精度方面具有较大优势，但在处理非线性问题上较为困难。

随着控制理论的发展，机器人手臂的控制算法也开始向模糊控制和神经网络控制发展。

模糊控制和神经网络控制可以更好地处理机器人运动的非线性问题，并且可以实现机器人的学习和自适应控制。

因此，这种方法在现代机器人工业和研究中具有广泛的应用。

三、机器人手臂控制系统的关键技术在机器人手臂控制系统中，传感器和执行器是实现机器人手臂控制的重要部分。

传感器可以实现对机器人周围环境的感知，而执行器则可以控制机器人手臂的运动。

在传感器方面，视觉传感器、力觉传感器和位置传感器等是常用的传感器类型。

视觉传感器可以实现对物体位置和形状的检测；力觉传感器可以实现对物体的力学特性的检测；位置传感器可以实现对机器人手臂位置和方向的感知。

这些传感器可以相互配合，并与控制算法结合使用，实现更加精确的机器人手臂控制。

智行mini2小型服务机器人机械臂的抓取毕业设计
随着智能服务机器人的发展，机器人的机械臂已成为重要的组成部分
之一、机械臂的抓取技术是机器人能否完成任务的关键之一、本文以智行mini2小型服务机器人的机械臂抓取技术为研究对象，探讨其实现和优化
方法。

1.检测并定位目标物体：机器人需要实时检测并识别出目标物体的位置，确定抓取的精确位置和方向。

2.计算抓取姿态：抓取姿态是指机械臂在抓取目标物体时的姿态，需
要根据目标物体的形状大小和位置等信息进行计算，并确定最佳的抓取方式。

3.确定抓取策略：根据目标物体的重量、形状、大小、表面特性等信
息确定最佳的抓取方式。

4.安全抓取：机器人需要保障抓取物体的安全，防止物体掉落或损坏。

为了更好地完成以上任务，以下是机械臂抓取技术的实现和优化方法：
1.激光传感器定位：对于小型机器人，激光传感器可以较准确地定位
目标物体，提高机器人抓取的精度和效率。

2.抓取姿态预测算法：利用机器学习等算法，根据目标物体的几何形状、表面特性、摩擦系数等信息，预测最佳的抓取姿态，提高机器人抓取
的成功率。

3.反馈机制优化：引入力传感器等反馈机制，实时监测机器人抓取的
情况，及时调整抓取力度和位置，保障抓取过程中的安全性和稳定性。

机械臂抓取技术的实现和优化对于智能服务机器人的性能提升具有重要作用。

未来随着技术的发展，机械臂的抓取技术将会更加成熟可靠，服务机器人将能够更好地为人类提供服务。

《基于视觉的移动机械臂自主导航和抓取控制研究》篇一一、引言随着人工智能和机器人技术的快速发展，移动机械臂在工业、医疗、军事、服务等领域的应用越来越广泛。

为了实现移动机械臂的高效、精准和自主操作，自主导航和抓取控制技术成为了研究热点。

其中，基于视觉的导航和抓取控制技术，由于具有高精度、高效率和良好的适应性，备受关注。

本文将就基于视觉的移动机械臂自主导航和抓取控制进行研究。

二、视觉导航技术研究2.1 视觉导航系统概述视觉导航系统利用摄像头等视觉传感器获取环境信息，通过图像处理和计算机视觉技术实现机械臂的自主导航。

该系统主要包括摄像头、图像处理单元和控制系统等部分。

2.2 图像处理技术图像处理技术是视觉导航系统的核心，主要包括图像预处理、特征提取、目标识别和路径规划等步骤。

其中，图像预处理包括去噪、增强和二值化等操作，以改善图像质量；特征提取和目标识别则通过计算机视觉算法实现；路径规划则根据目标和环境信息，规划出最优的机械臂运动轨迹。

2.3 视觉导航算法视觉导航算法主要包括基于特征匹配的导航算法和基于深度学习的导航算法。

前者通过提取环境中的特征点或特征线等特征信息进行匹配，实现机械臂的导航；后者则利用深度学习技术对图像进行语义分割和目标检测，实现更高级别的自主导航。

三、抓取控制技术研究3.1 抓取控制概述抓取控制技术是实现机械臂精准抓取的关键技术。

该技术主要通过控制机械臂的末端执行器，实现对目标物体的精准抓取和放置。

3.2 抓取规划算法抓取规划算法是抓取控制技术的核心，主要包括预抓取规划和实时抓取规划。

预抓取规划根据目标物体的形状、大小和位置等信息，规划出最优的抓取姿势和位置；实时抓取规划则根据实际情况，对抓取过程进行实时调整和优化。

3.3 抓取控制策略抓取控制策略主要包括基于力控制的策略和基于视觉控制的策略。

前者通过控制机械臂末端执行器的力和力矩，实现对目标物体的精准抓取；后者则通过视觉传感器获取目标物体的位置和姿态信息，实现对抓取过程的实时监控和控制。

机械手臂论文机械手臂论文1000字范文摘要：机械手臂的设计是目前机器人科学研究的一个热点。

这里考虑手臂的抓重、材料和运动速度，对其进行优化设计。

建立了优化设计的数学模型，使用MATLAB软件分析目标函数的性态并设计变量的可行域，求得机械手臂最优尺寸。

在满足条件的情况下，使手臂质量最小，证明了该设计可以满足预设动作要求。

关键词：机械手臂论文前言作为一种智能化程度较高的生产制作工具，智能机械手臂在近期得到了广泛的应用和长足的发展。

研究智能机械手臂的造型设计，能够更好地完善机械手臂的外观，从而更好地与其功能相融合。

本文从介绍其造型设计的特点着手研究。

1.智能机械手臂造型设计特点1.1功能原理对造型的影响智能机械手臂的功能依附于机构工作原理而实现。

目前市场上常见的机械手臂有多轴和三轴等，尤其以六轴机械手臂应用较为广泛。

在造型设计时需先确定机械手臂大致形态与结构比例，再考虑各个关节的连接方式、造型元素、细节形态及图形化设计等。

机械手臂造型可采用全包裹式或半包裹式，双臂式或单臂式，都以功能需求为造型基础。

产品形态是表达产品设计思想与实现产品功能的语言和媒介。

在造型创新的过程中，考虑机械手臂的关节结构及传动规律，在此基础上进行造型设计才具有实际意义。

1.2造型特点对比分析(1)同一品牌的产品设计具有家族化色彩偏好及造型曲线偏好，在保证功能与审美的基础上融入产品族造型基因。

产品族设计是企业竞争的有效手段，使产品能获得统一的家族特征。

(2)轻载机械手臂与重载机械手臂的造型元素选择具有差异性，轻载机械手臂重视灵活精确，因此多采用线元素来塑造，强调形态的轻松、灵动，采用双臂设计将关节电机内置;重载机械手臂重视力量感与安全可靠性，造型多采用体元素与较宽大的面元素来凸显产品厚重感。

同时采用较大的基座设计，一方面符合载重需要，另一方面使视觉重心下移，下降的视觉感官是稳定、可靠的，凸显了造型的力量感，增加人对机械手臂载重可靠性的心理感受。

基于自适应控制的机械手臂抓取系统研究机械手臂作为工业生产中重要的机器人系统之一，其精度和灵活性在工业制造、仓储物流、医疗卫生、家庭服务等领域都有大量应用。

而机械臂在实际操作过程中，经常需要进行物体的抓取，因此机械臂的抓取精度、速度、力度都是很重要的指标。

本文从机械臂抓取的角度出发，探讨了基于自适应控制的机械手臂抓取系统的研究。

一、机械臂抓取系统的研究进展机械臂抓取一直是机械臂控制领域中的难点问题，如何让机械臂在复杂环境下精确地抓取物体一直是人们研究的方向。

目前，较为成熟的机械臂抓取方法有基于视觉的抓取方法、基于力传感器的抓取方法、基于自适应控制的抓取方法。

其中，基于自适应控制的机械臂抓取方法是近年来一个研究热点。

二、基于自适应控制的机械臂抓取系统的原理基于自适应控制的机械臂抓取系统，其原理是根据物体的环境和状态调整机械臂的姿态和力度。

首先，要对物体的基本信息进行感知和处理，确定其形状、大小、分布、重量等因素，然后结合实时环境的变化情况对机械臂进行自适应调整，使机械臂能够在实际抓取中精确掌控物体的位置和朝向，保证抓取的稳定性和成功率。

三、基于自适应控制的机械臂抓取系统的设计由于机械臂抓取系统需要兼顾控制算法、传感器和控制器等多个方面，因此系统设计方面需要详细考虑。

首先，需要选择适合的机械臂型号和控制器，保证其控制精度和稳定性；然后，设计合适的传感器系统进行物体的感知和处理，以提供准确的物体信息；最后，确定合适的自适应控制算法，并进行仿真和测试，以验证系统的性能和精度。

四、实验与结果分析本文以基于自适应控制的机械臂抓取系统为例，进行实验研究。

首先，利用三维扫描仪获取物体的点云数据，然后使用自适应控制算法进行物体姿态的计算和机械臂的自适应调整。

实验结果表明，基于自适应控制的机械臂抓取系统具有良好的稳定性和抓取成功率，并且能够适应不同形状和大小的物体抓取。

五、结论本文从机械臂抓取的角度出发，探讨了基于自适应控制的机械手臂抓取系统的研究。

面向机器人操作的双臂协作控制技术研究第一章：绪论随着人工智能技术的不断发展，机器人在工业自动化、服务机器人等领域得到了广泛应用。

而传统的单臂机器人在某些特定领域难以胜任，因此发展双臂机器人协作控制技术成为了当前研究的热点之一。

本文旨在探讨面向机器人操作的双臂协作控制技术的研究现状和发展趋势。

第二章：双臂机器人的结构和分类双臂机器人是指拥有两个以上工作臂的机器人，可以完成更加复杂的任务。

根据机器人的结构和动力学模型，双臂机器人可以分为串联机构和并联机构两种。

串联机构是指两个以上的工作臂依次连接的机器人，电机及传动装置安装在工作臂上，因此工作范围较大。

而并联机构则是指两个以上的工作臂各自独立，通过互相支撑固定在基座上，可在不同空间点进行协同作业，具有高刚度和高精度的特点。

第三章：双臂机器人的运动规划与控制双臂机器人的运动规划和控制是研究双臂协作控制技术的关键问题之一。

双臂机器人的运动控制分为位置控制和力控制两种方式。

位置控制是指通过运动参数来控制机械臂的位置和姿态，力控制则是指通过外力传感器测量和反馈机器人的外部接触力，来实现对机器人的力控制。

第四章：双臂机器人的协同控制策略双臂机器人的协同控制策略是指如何将两个机械臂的动作相互协调，实现协同作业。

其中最常见的协同控制策略包括交替控制、并行控制和等分段控制等。

第五章：双臂机器人在工业自动化中的应用双臂机器人在工业自动化中的应用已逐渐成熟。

可以完成诸如装配、涂漆、焊接等多种工业任务。

双臂机器人的协作控制可以提高生产效率，降低人工成本，减少工伤事故的发生。

第六章：双臂机器人在服务机器人中的应用双臂机器人在服务机器人领域的应用也逐渐增多。

它可以用于护理、清洁、输送等领域，为人类带来更加便利的服务，提升生活质量。

第七章：结论通过前文的介绍可以看出，随着双臂机器人技术的不断发展，其在工业自动化和服务机器人等领域的应用越来越广泛。

而双臂机器人的协作控制技术在实现高效、精准作业方面具有广阔的应用前景。

摘要机械人的各个关节姿态中关于连杆角度的增量指令（机器指令）是机器人的控制系统。

本文研究的是机器人机械臂的运动路径的指令序列设计问题,通过对机械臂指尖到达空间位置的不同情况，建立的多目标规划模型。

问题1：分三种情况,一是，指尖到达目标点。

给各个关节点建立相应笛卡尔坐标系,关节的欧拉角发现,H点角度变化不会改变机械臂的空间位置，所以设计指令时只需取D,,五个关节的角度增量即可，引用齐坐标系变化,F,,GCB将它们转化为矩阵形式，得出五个点的转换矩阵,且这个变换矩阵通过了验证。

只要给出可达目标点的空间位置，就可以求解出五个关节点的角度变化量。

在求解指令序列时，运用机械臂逆运动方法，为得到指尖E点与目标点的最优解，建立两点距离最短的模型。

二是,沿曲线轨迹运动。

当目标变成空间的一条曲线时，将曲线抽样离散化，变成一系列的目标点，根据第一种情况到达目标点的方法，依次通过这些点，指尖E将沿曲线轨迹运动.三是，碰壁问题.在情况二的基础上加入机械臂与障碍物不能相碰的约束——即受限的目标到达。

为达到便捷要求，故以机械臂末端达到目标点所需的指令序列最少为目标，情况二的基础上增加避碰限制和误差限制建立最优化模型。

问题2：给出相应数据,按照问题一的模型，求出相应解。

问题3:改变连杆的相对长度以及各关节的转角范围，机械臂的灵活性和适应性也将发生改变，建立以工作范围最大为目标的优化模型。

一、问题重述半世纪以来，随着科学技术的高速发展,机械人已广泛被我们运用。

机器人通常分为关节式机器人和移动式机器人。

这里讨论有6个自由度的关节式机器人,6个自由度分别由六个旋转轴（关节）实现，使机器人的末端可以灵活地在三维空间中运动。

为方便分析和计算，对机器人结构简化，用七条直线段表示机器人的七个连杆,连杆之间用所谓的旋转关节连接,给定每根连杆的长度。

根据旋转的方向分成两类关节，旋转轴分平行连杆和垂直连杆。

每个关节对应一个角度，这个角度用来表示前一个连杆方向到后一个连杆方向转角或者相对于初始位置的转角。

机械臂毕业论文机械臂控制技术的进步对提高劳动生产率，实现工业生产自动化具重要意义。

下文是店铺为大家整理的关于机械臂毕业论文的范文，欢迎大家阅读参考!机械臂毕业论文篇1浅析采摘机械臂的国内外研究现状摘要:采摘作业约占整个果蔬生产作业量的40%,自动化程度仍然很低,目前国内采摘作业基本上都是手工进行,因此研究采摘机械臂具有巨大的应用价值。

关键词:果蔬;采摘;机械臂;自由度在果蔬生产作业中,采摘作业约占整个作业量的40%。

采摘作业质量的好坏直接影响到后续的储存、加工和销售。

由于采摘作业的复杂性,其自动化程度仍然很低,目前国内采摘作业基本上都是手工进行,研究采摘机械臂不仅具有巨大的应用价值,而且具有深远的理论意义。

早在20世纪70年代,欧美国家和日本就开始了对苹果、柑桔、番茄、西瓜和葡萄等采摘机械臂的研究。

1983年,美国研制出了第一台番茄采摘机械臂。

随着农业机械化的发展,各个国家对采摘机械臂进行了更加深入的研究。

1 多功能黄瓜采摘机械臂1996年,荷兰农业环境工程研究所研制出一种多功能黄瓜采摘机械臂。

研究是在荷兰2hm2的温室里进行,整个机械臂由行走车、机械臂和末端执行器组成,末端执行器则由机械臂爪和切割器构成,行走车上装有完成采摘任务的全部硬件和软件。

为采摘任务的完成提供最初的定位服务。

此采摘机械臂有7个自由度,采用三菱RV-E2型6自由度机械臂,在底座增加了一个线性滑动自由度。

温室中黄瓜种植方式为高拉线缠绕方式吊挂生长。

在采摘过程中,机械臂对单个黄瓜进行采摘,采摘成熟黄瓜过程中不伤害其它未成熟的黄瓜。

2 全自动番茄采摘机械臂2004年,美国加利福尼亚番茄机械公司推出了两台全自动番茄采摘机械臂。

这类采摘机械臂首先将番茄连枝带叶割倒后卷入分选仓,仓内有能识别红色的光谱分选设备,可以挑选出红色的番茄,并将其通过输送带送入货舱内。

这类番茄采摘机械臂每分钟可采摘1吨多番茄,1小时可采摘70吨番茄。

3 柑桔采摘机械臂西班牙研究人员发明了一种柑桔采摘机械臂,它是由一台装有计算机的拖拉机、一套视觉系统和一个机械臂组成,能够从柑桔的大小、形状和颜色判断出是否成熟。

机械臂毕业论文参考范文机械臂作为迄今为止人工智能程度最高的科技产品代表,其应用已经涉及制造业、医疗、农业等方面。

下文是店铺为大家整理的关于机械臂毕业论文参考范文的内容，欢迎大家阅读参考!机械臂毕业论文参考范文篇1浅论瓜果采摘机械臂的改进与试验研究摘要现代农业的发展离不开现代化的农业机械，而现有的瓜果采摘机械臂难以满足全方位采摘瓜果的需要，针对这种不足，通过改进瓜果采摘机械臂设计原理及方法，创制了能在任意空间目标点采摘瓜果的机械臂，并对新改进的机械臂进行了试验，取得了预期的结果，这对现代化农业的发展是大有益处的。

关键词：瓜果采摘，农业机械，机械臂改进1.瓜果采摘机械的现状及改进的意义现代化农业的发展是我国农业发展的必然趋势，而现代农业的发展离不开农业科技技术的不断进步，未来农业生产的发展也离不开机械化。

而现有的瓜果采摘机器人的机械臂存在着不少问题，如它们大多直接购买现有工业机械手，而这些机械手不但成本较高，且所占空间大，在采摘瓜果的过程中往往不尽如人意，这些问题无疑会影响农业生产。

因此针对现在瓜果采摘机械臂的这种不足，通过改进瓜果采摘机械臂设计原理和设计方法，创制了能在采摘范围内的任意目标点采摘瓜果的机械臂，并对新改进的机械臂进行了验证试验，验证了这种新创制了瓜果采摘机械臂的有效性和实用性，这对现代化农业的发展是大有益处的。

2.农业采摘机械臂设计原理的优化与创新瓜果采摘的机械化是现代农业的需要，而使用农用机械进行瓜果采摘仍需要遵循瓜果采摘的一般要求，那就是这些机械设备要占地面积小，采摘的范围要大，采摘瓜果要灵活且准确率高，并且要减少采摘给瓜果原株成长造成的伤害。

因此，这些就决定了瓜果采摘机械臂的设计要尽可能满足这些要求，另外还要降低采摘成本，提高采摘瓜果的效率，适应现代市场经济发展的需要。

而传统的农用瓜果采摘机器人所使用的机械臂，多是直接购买现有工业机械手，它们不但成本较高，且所占空间大，在使用过程不尽人意。

《双臂机器人的控制系统建立及阻抗控制研究》篇一一、引言随着科技的进步和人工智能的快速发展，双臂机器人逐渐成为现代工业、医疗、服务等领域的重要工具。

为了实现双臂机器人的高效、灵活和智能操作，建立一套完善的控制系统显得尤为重要。

其中，阻抗控制作为机器人控制的重要策略之一，对于提高机器人的动态性能和适应环境的能力具有重要作用。

本文将详细探讨双臂机器人的控制系统建立及阻抗控制研究的相关内容。

二、双臂机器人的控制系统建立1. 硬件组成双臂机器人的硬件系统主要包括机械臂、传感器、执行器和控制单元等部分。

机械臂是机器人的主要执行机构，负责完成各种操作任务；传感器用于获取环境信息和机器人自身的状态信息；执行器则负责驱动机器人进行动作；控制单元则是整个系统的核心，负责协调各部分的工作。

2. 软件设计双臂机器人的软件系统主要包括控制系统、运动规划、感知与决策等部分。

控制系统负责实现机器人的基本运动控制；运动规划则根据任务需求，为机器人制定合理的运动轨迹；感知与决策部分则通过传感器获取的环境信息，为机器人做出合理的决策。

3. 控制系统架构双臂机器人的控制系统架构通常采用分层控制结构，包括上层决策层、中层运动规划层和底层控制执行层。

上层决策层负责根据任务需求和感知信息做出决策；中层运动规划层则根据决策结果，为机器人制定合理的运动轨迹；底层控制执行层则负责实现机器人的基本运动控制。

三、阻抗控制研究1. 阻抗控制原理阻抗控制是一种基于力的控制策略，通过调整机器人的动力学特性，使其在与环境交互过程中表现出一定的阻抗特性。

阻抗控制的核心思想是将机器人与环境看作一个整体系统，通过调整机器人的阻抗参数，实现机器人与环境之间的协调交互。

2. 阻抗控制策略双臂机器人的阻抗控制策略主要包括位置型阻抗控制和力型阻抗控制。

位置型阻抗控制通过调整机器人的位置来改变其与环境之间的相互作用力；力型阻抗控制则通过直接控制作用力来实现对环境的适应。

在实际应用中，通常根据任务需求和环境特点，选择合适的阻抗控制策略。

机械臂毕业论文参考范文(2)机械臂毕业论文参考范文篇3试谈基于径向基函数神经网络的机械臂路径规划设计1 引言在现代机械制造领域中，随着工厂机械制造机器人的普及，机械臂已经变得越来越重要。

与传统的工业机械臂相比，未来的机械臂要能够完成更加复杂的机械加工任务。

在实际的机械制造机器人应用中，衡量机械臂的工作性能主要是工作效率和工作可靠性指标。

机械臂是一个开链式的多连杆机构，用固定基座来进行固定，机械臂可以根据需要在自由端安装执行器来实现工厂生产操作，关节之间的运动可以带动连杆运动，使得机械臂运动来达到不同的姿态。

本文主要针对这个问题展开研究，探讨机械臂的路径规划问题。

2 径向基函数神经网络介绍神经网络具有分布式存储、并行协同处理和对信息具有自组织自学习等优点，所以广泛应用在人工智能方面。

神经网络的大量神经元之间的连接权值和分布分别代表着特定的信息，当网络受损时可以保证网络的输出正确，这种信息处理方式大大提高了网络的容错性和鲁棒性。

径向基函数神经网络是基于函数逼近理论的，是根据系统的海量样本数据来选择隐含层神经元的径向基激活函数，可以用基函数来表示，能够无限的逼近真实的算法表达，它选择合理的隐含层单元个数和作用函数，能够把原来的非线性不可分问题映射成线性可分问题，把不好处理的非线性问题方便的简化为线性问题。

径向基函数神经网络在训练时，在给定训练样本后学习算法要解决的核心问题是：设计神经网络的网络结构和求解相关的参数。

网络结构设计主要包括网络的输入、网络的输出个数，隐含层节点数目。

相关的参数主要包括涉及的参数有径向基函数的中心值、以及函数宽度和权值。

径向基函数神经网络属于一种性能较优的前馈型神经网络，它具有多维度非线性的映射能力和并行信息处理的能力，以及强大的聚类分析能力。

与BP神经网络相比，径向基函数神经网络的网络拓扑结构采用的是径向对称的核函数，这样可以大幅提高神经网络的学习速度，同时能够避免陷入局部极小，具有较好的全局寻优能力，同时也具有较好的逼近任意非线性映射能力。