直角坐标式排牙机器人路径规划与控制

【摘要】机器人在医学领域尤其是口腔修复领域的广泛应用，可以极大缩短义齿的制作周期，减小口腔医生的劳动量并实现自动化，带来巨大的社会效益以及经济效益。机器人控制系统的研发是保证排牙机器人系统功能全面、开放性强、可靠性的重要因素。在国内外现有研究成果的基础上，搭建了以多轴运动控制器PMAC(ProgrammableMulti-AxisController)运动控制卡为核心的硬件系统，并设计了直角坐标式排牙机器人系统控制软件。本文首先分析机器人的结构及排牙的过程，在明确本文多目标抓取的路径规划问题的基础上，参考典型的旅行商问题，建立起本文的多目标抓取路径规划问题的数学模型，借助遗传算法对该问题进行求解，获得最优解，确定各颗义齿排列的先后次序。建立六自由度直角坐标式排牙机器人的运动学模型。利用齐次变换矩阵法建立正运动学模型，推导出关节空间至直角坐标空间的转换关系。然后利用几何法导出了相应的逆运动学模型，建立末端执行器从直角坐标空间与关节空间的映射关系。选择各组件的型号，搭建硬件系统以实现对机器人的精确控制。最后基于模块化的思想，采用VisualC++编程语言设计系统控制界面，把整个控制界面分成了七个模块，对主要功能模块的工作机理进行了详细的分析。在搭建好的硬件系统的基础上，进行实验研究，测量实际位置与目标位置的误差值。并对产生误差的原因进行分析。
【作者】唐伟；
【导师】张永德；
【作者基本信息】哈尔滨理工大学，机械电子工程，2012，硕士
【关键词】排牙机器人；路径规划；精确控制；PMAC；

【参考文献】
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