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基于Linux的机械臂实时控制系统研究
2020年信息技术与网络安全第4期
巢惠世,梁宏斌,蔡土淇
(辽宁科技大学 机械工程与自动化学院,辽宁 鞍山 114051)
摘要:针对我国自主研发的机械臂控制系统较少,多依赖于国外价格昂贵的商用系统,采用在Linux中加入RT补丁的实时改造方法,以六自由度机械臂为研究对象,在下位机上进行系统架构搭建,实现一个包括TCP通信进程、译码进程、插补逆解进程、I/O进程的一个多任务处理的机械臂控制系统;同时对机械臂的上位机进行软件设计,实现人机界面指令输入、状态显示、通信等功能,为机械臂的实时控制系统提供了一种有效开发方案。通过采用RT测试工具集进行实时性检验,其结果满足实时性,同时利用MATLAB/Robotic Toolbox工具箱建立机器臂运动学模型,对机械臂运动空间及轨迹进行仿真,得到了连续平稳的末端曲线,仿真结果证明了控制系统设计的正确性以及可行性。
中图分类号:TP241.2
文献标识码:A
DOI:10.19358/j.issn.2096-5133.2020.04.015
引用格式:巢惠世,梁宏斌,蔡土淇.基于Linux的机械臂实时控制系统研究[J].信息技术与网络安全,2020,39(4):81-85.
Research on real-time control system of manipulator based on Linux
Chao Huishi,Liang Hongbin,Cai Tuqi
(School of Mechanical Engineering and Automation,University of Science and Technology Liaoning,Anshan 114051,China)
Abstract:Aiming at China′s selfdeveloped robotic arm control system,it is mostly dependent on foreign expensive commercial businesses.It adopts a realtime transformation method that adds RT patches to Linux.A sixdegreeoffreedom robotic arm is used as the research object,and the system architecture is built on the lower computer to implement a multitasking robotic arm control system including TCP communication process,decoding process,interpolation inverse solution process,and I / O process.At the same time,software design is performed on the upper computer of the manipulator to realize the input of humanmachine interface instructions.Status display,communication and other functions provide an effective development plan for the realtime control system of the robotic arm.By using the RT test tool set for realtime inspection,the results meet the realtime performance.At the same time,the MATLAB/ Robotic Toolbox is used to establish the kinematic model of the robot arm,and the movement space and trajectory of the robot arm are simulated to obtain a continuous and stable end curve. The simulation results prove the correctness and feasibility of the control system design.
Key words :robotic arm;Linux;realtime operating system;realtime transformation;teaching device;control system

0 引言

21世纪以来,我国工业机器臂取得了巨大的进步,随着我国传统制造业的转型升级,我国的机械臂市场的潜力是巨大的,所以对机械臂的研究具有重要意义。现在机械臂常用的操作系统像VxWorks都是商用的操作系统,虽然实时性好,但是价格昂贵,而价格低廉、开源且可裁剪的Linux则非常适合机械臂系统的自主开发。由于标准的Linux操作系统不具备实时性,需要对其进行实时性改造




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作者信息:

巢惠世,梁宏斌,蔡土淇

(辽宁科技大学 机械工程与自动化学院,辽宁 鞍山 114051)


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