基于数字控制算法的机械臂空间坐标系统研究与开发开题报告

1. 研究目的与意义

随着社会的飞速发展, 科学技术不断进步, 工业领域生产模式发生变化, 人工智能时代势不可挡, 尤其是机器人得到更大范围的推广与应用。工业机器人的突出优势是精准度较高, 工作效率高, 能够承受较大工作强度, 为整个工业领域产量的提升以及质量的提高创造更加优质的条件。由此可见, 工业机器人已成为现代工业发展的趋势与方向。

在工业机器人发展进程中, 其操作趋于简易化, 精准度更高, 能够广泛应用在诸多领域, 投入成本呈现不断降低的趋势。立足工业领域, 机器人应用于产品检测、焊接以及搬运等环节。工业机器人的出现强化对人力应用的缓解, 在优势上主要体现为较高的生产效率与较高品质的操作, 同时, 操作持久性更加突出。

智能机器人可视为一种模拟人的完整性的系统, 其形式多样化。人工智能在智能机器人领域的应用, 它为开发和开发新的人工智能理念和技术奠定了基础。在制造业中，尤其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛的应用。如在毛培制造、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人已经取代了人工作业。随着机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平不断地提高，机器人的应用范围还在不断地扩大，已从汽车制造业推广到看其他制造业，进而推广到诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电维护维修机器人等各种非制造业。此外，在国防军事、医疗卫生、家政服务机器人等均有应用实例。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要作用。

2. 研究内容和预期目标

本毕业设计是利用几何法将机械臂的逆运动过程展现出来。首先将机械臂的姿态放入笛卡尔坐标系中，利用坐标点建立几何图形的方法计算出每个关节的转动角度。然后控制该机械臂转到指定的角度，以实现空间坐标中的定位。

首先以机械臂的基座作为空间坐标的原点，利用右手定则确定x轴、y轴、z轴。建立如图的空间坐标系：

(1)

3. 研究的方法与步骤

1. 建立空间坐标系

首先利用右手定则原理建立空间坐标系，并且规定好坐标系的单位刻度为1cm。

2.几何知识

4. 参考文献

[1] 李玉齐. 六自由度机械臂轨迹规划与协调仿真研究[j]. 电子测量技术, 2018.

[2] 韩峥, 刘华平, 黄文炳, et al. 基于kinect的机械臂目标抓取[j]. 智能系统学报, 2013, 8(02):149-155.

[3] 林海波, 梅为林, 张毅, et al. 基于kinect骨骼信息的机械臂体感交互系统的设计与实现[j]. 计算机应用与软件, 2013, 30(2):157-160.

5. 计划与进度安排

序号 起止日期 任务 工作内容

1、 2022-01-01~ 2022-01-31调研与数据采集 调研、撰写开题报告和前期数据采集

2、 2022-01-01~ 2022-01-31 平台搭建 搭建系统环境与基本框架