【技术实现步骤摘要】
一种基于ROS系统的通用机械臂控制器
本专利技术属于机器人控制及应用领域，特别是一种通用机械臂控制器。
技术介绍
随着自动化技术的不断发展，机器人的应用越来越广泛，从太空飞船的空间作业机器人到日常生活中的扫地机器人，机器人真正的走进了各行各业，每家每户。真正作为“生产力”而存在的机器人时工业生产中使用的机器人，工业上使用的机器人可以在高温，辐射，有毒等恶劣环境下长时间稳定状态工作或是在流水线上从事极度枯燥的机械性重复工作，极大地解放了人工劳动力，使得珍贵的人工资源可以更多的在较为舒适的环境中从事于创造和设计性质的工作。工业上使用的机器人功能强大，带负载能力很强，有很多还拥有人机协作的能力辅助人类工作。真正应用在工业上的机器人一般都是机械臂形式的机器人。机械臂可以分为机械结构和控制器两部分，目前主流的控制器都是集成在机械臂内部，无论软硬件基本没有什么通用性，这造成了两种后果：第一是集成了高端控制器的机械臂溢价很高，极其昂贵；第二是如果用户使用的产品发生了损坏或进行硬件升级后，原有的程序全部废弃，必须为新的设备重新编写控...
【技术保护点】
1.一种基于ROS系统的通用机械臂控制器，其特征在于：包括人机交互模块、运动规划模块、信号变送模块；其中：/n人机交互模块，与运动规划模块和信号变送模块相连，用以获取控制机械臂工作的所有信息，并将信息打包传送给运动规划模块和信号变送模块，信息包括机械臂运动模型的参数、机械臂预期完成的任务、工作环境的障碍物和控制机械臂所需的信号类型；/n运动规划模块，与信号变送模块相连，用于汇总控制机械臂工作的所有信息后进行运动规划；完成运动规划后，输出计算结果的效果仿真到人机交互模块，待用户确认无误后，将计算结果传输到信号变送模块；/n信号变送模块，直接与被控机械臂相连，根据人机交互模块输...
【技术特征摘要】
1.一种基于ROS系统的通用机械臂控制器，其特征在于：包括人机交互模块、运动规划模块、信号变送模块；其中：
人机交互模块，与运动规划模块和信号变送模块相连，用以获取控制机械臂工作的所有信息，并将信息打包传送给运动规划模块和信号变送模块，信息包括机械臂运动模型的参数、机械臂预期完成的任务、工作环境的障碍物和控制机械臂所需的信号类型；
运动规划模块，与信号变送模块相连，用于汇总控制机械臂工作的所有信息后进行运动规划；完成运动规划后，输出计算结果的效果仿真到人机交互模块，待用户确认无误后，将计算结果传输到信号变送模块；
信号变送模块，直接与被控机械臂相连，根据人机交互模块输入的控制机械臂所需的信号类型将运动规划模块得到的计算结果转换为需要的信号形式，然后传输给信号变送模块中的信号发生子模块，信号发生子模块产生驱动机械臂工作的控制信号并提供机械臂所需的驱动功率，控制机械臂工作。
2.根据权利要求1中所述的基于ROS系统的通用机械臂控制器，其特征在于：针对机械臂运动模型的参数，
第一步，设置参数的类型，参数有两种类型：
第一种，采用机械臂运动学领域通用的D-H参数模型；
第二种，采用逐自由度描述运动学参数模型，即每个自由度都有一套自己的参数，具体如下：
(1)自由度的类型，选项有关节、转轴和伸缩环节；
(2)自由度的延伸位置，该参数为一个空间向量，起点为本自由度轴心位置，终点为下一自由度的轴心位置，如果本自由度是机械臂的末端，则终点为机械臂的末端，以上位置均为机械臂处于归零状态下的坐标；
(3)自由度的竖直方向，该参数为一个空间方向向量，起点为本自由度轴心位置，指向本自由度的竖直方向；
(4)自由度的水平方向，该参数为一个空间方向向量，起点为本自由度轴心位置，指向本自由度的水平方向；
第二步，进行归零参数和附加参数的设置，具体为：设置机械臂处于归零状态下各自由度的运动量、机械臂外型尺寸、机械臂舵机类型参数、信号参数和驱动减速比。
3.根据权利要求1中所述的基于ROS系统的通用机械臂控制器，其特征在于，所述机械臂预期完成的任务，工作环境的障碍物，具体描述方法为：以机械臂底座放置平面为XOY平面，称为地面，Z轴垂直地面向上；机械臂底座的形心为原点O，设机械臂第一自由度归零状态下的方向所属的与地面垂直的平面与地面的交线为X轴，X轴方向与机械臂归零状态下的延伸方向相同；Y轴由右手坐标系确定；在此空间坐标系下，机械臂预期完成的任务描述为空间中的点，工作环境的障碍物描述为空间中的点集。
4.根据权利要求1中所述的基于ROS系统的通用机械臂控制器，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊卫华，翟耀光，黄樊晶，汤轩，胡麦汀，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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