● 摘要
随着技术的发展,机器人已广泛应用于人类社会的各个领域。传统的机器人基本上是依据特定的任务来开发的,开发周期长,成本高。模块化机器人由一系列标准化、模块化的部件组成,可以快速构建出满足特定任务的机器人,当任务不再需要时又可以将这些部件重组成另外构型的机器人,资源重复利用,具有经济优势。
智能模块是模块化机器人的核心部件,其性能对整机系统具有决定性作用。六维力传感器,是全力反馈控制必要的传感器。本文分析了现有技术的优缺点,针对现有智能模块没有同步协调功能,没有连续轨迹控制,曲线控制轨迹不平滑,六维力传感器信号处理系统使用PCI卡,体积大,不适用于嵌入式控制系统的缺点,结合实际需求,研发设计了智能模块和六维力传感器信号处理系统。
本文首先设计了模块化机器人和六维力传感器信号处理系统的总体框架。模块化机器人由PC机,通信总线,智能模块等组成。PC机提供人机交互界面,通信总线是PC机和智能模块的通信媒介,智能模块由控制器、驱动器、编码器、电流采集、通信等单元组成,负责命令执行。六维力传感器由敏感器(Stewart传感头)、信号处理电路(放大、滤波)、AD采集、数据上传、数据滤波处理、显示,供电单元、异常指示单元等组成。其次,完成了智能模块和六维力传感器信号处理系统的软硬件以及算法设计。最后,文章给出了相应实验,实验表明本文的设计达到了设计要求,达到了设计目标。
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