基于LabVIEW的輪式模塊化機器人設計及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、模塊化作為一種新型的研究方式，在智能機器人領域倍受青睞。模塊化機器人是由多個獨立的執(zhí)行模塊、傳感模塊、驅(qū)動模塊、控制模塊所構成，只需將各個模塊組合就可形成一套完整的機器人系統(tǒng)。相較于傳統(tǒng)設計的機器人功能結構單一、維修保養(yǎng)不易等特點，新型的模塊化機器人則以其研發(fā)時間短、成本低、可靠性高等特點逐漸在智能機器人領域得到發(fā)展。圖形化編程是當前編程領域提出的一種新型方式，以簡單直觀形象化的圖形代替原有的代碼，圖形之間的接口連線表示數(shù)據(jù)流向，編程難

2、度降低，效率提高。本文結合兩者的優(yōu)點，研究了基于圖形化編程的模塊化機器人運動性能，研究內(nèi)容包括機器人的模塊化結構設計及運動性能分析、機器人軌跡行走控制算法和誤差計算、基于LabVIEW的圖形化模塊編程設計和控制系統(tǒng)編程的實現(xiàn)以及樣機試驗研究。
　　本文首先將機器人劃分為多種模塊并對其進行結構設計，對機器人的不同行走方式進行了概述，得到了不同夾角的機器人四輪行走方式的速度分布示意圖，建立了正交布局方式的四輪底盤運動學模型方程，根據(jù)牛

3、頓第二定律推導了機器人運動模型的動力學方程，并對其在斜坡上運動的穩(wěn)定性進行了研究。
　　其次，建立了基于超聲波測距和六軸加速度陀螺儀的機器人路徑行走的實時控制算法，并在此基礎上，設計了直線和圓弧幾何路徑的運動控制方程，校正了其行走過程中的路徑誤差及路徑調(diào)節(jié)方式；在LabVIEW開發(fā)環(huán)境中設計了機器人相對應的控制編程模塊及實現(xiàn)了模塊組合的編程。
　　然后，設計實現(xiàn)了機器人的控制系統(tǒng)，包含電機控制的UART通信、定位姿態(tài)數(shù)據(jù)采集