基于labview机器人手臂设计.doc

成 绩 评 定 表 学生姓名 王莉莉 班级学号 1103050306 专 业 通信工程 课程设计题目 基于labview的机器人手臂设计 评 语 组长签字： 成绩 日期 20 年 月 日 课程设计任务书 学 院 信息科学与工程 专 业 通信工程 学生姓名 王莉莉 班级学号 1103050306 课程设计题目 实践教学要求与任务: 学习LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧； 掌握简单LabVIEW程序的编程实现； 掌握简单通信系统设计和分析方法； 采用LabVIEW语言，实现相关分析。 （1）通过检索、查资料、调查研究、确定方案、画出组成系统结构方框图； （2）采用LabVIEW实现相关分析； （3）系统调试与改进，调整系统参数，分析系统运行结果； （4）写出设计总结报告。 工作计划与进度安排: 19周（上）:学习LabVIEW虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧，掌握简单LabVIEW程序的编程实现，掌握简单通信系统设计和分析方法。 19周(下):采用LabVIEW语言，实现相关分析，并对系统进行性能分析。 指导教师： 201 年 月 日 专业负责人： 201 年 月 日 学院教学副院长： 201 年 月 日 目 录 1 目的及基本要求 1 2 相关分析原理 1 2.1 分析原理 1 2.2 设计步骤 3 2.3 程序框图 4 3 相关分析设计和仿真 4 3.1 机器人手臂设计的实现 4 4 结果及性能分析 9 4.1 运行结果 9 4.2 性能分析 12 参考文献 13  1 目的及基本要求 熟悉LabVIEW开发环境，掌握基于LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧，运用专业课程中的基本理论和实践知识，采用LabVIEW开发工具,实现相关分析实验设计和仿真。要求通过本课程设计使学生LabVIEW开发环境基于LabVIEW的虚拟仪器设计原理、设计方法和实现技巧为毕业设计做准备，为的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。 2 相关分析原理与方案 2.1 分析原理 在描述物体（如零件、工具或机械手）间关系时，要用到位置矢量、平面和坐标系等，例如用3×1的位置矢量来确定空间内任何一点的位置，即对于直角坐标系{A}，空间内任何一点P的位置可用3×1的阵列矢量表示：AP=[px py pz]T 空间物体B的方位（Orientation）可由某个固接于此物体的坐标系{B}的三个单位主矢量[xB yB zB]相对于参考坐标系A的方向余弦组成的3X3矩阵描述，即：  平移变换，坐标{A}和{B}有相同的方位，但原点不重合，则点P在两个坐标系中的位置矢量满足下式，变换图如图2： ， 旋转变换，坐标系{A}，{B}有相同的原点但方位不同，则点P的在两个坐标系中的位置矢量有如下关系， 给出任意旋转换，能够由下式求得进行等效旋转θ角的转轴， 即： 机器人手的运动向，接近矢量a：夹持器进入物体的方向；z轴；方向矢量o指尖互相指向 Y轴；法线矢量n：指尖互相指向；x轴夹持器的关节为第六个，即位姿为T6,则： 运动位置和坐标，用柱面坐标表示末端运动位置，则沿x平移r，绕z轴转a，沿z轴平移z的方程为： 即： 2.2 设计步骤 1、本设计有三个臂，分别从下到上是J1,J2，J3,。再加上三个圆轴。 2、六个关节轴的输入值范围作了一个初略的限制，六个轴可输入值得范围如下： 一轴： [-180 180]，即 -180 ≤θ1≤180（度），可以自由伸缩 二轴： [-180 180]，即 -180 ≤θ2≤180 （度）可以自由伸缩 三轴： 可以自由张开或合并 2.3 程序框图 现在的一个机器人系统，一般由机械手、环境、任务