基于Linux的機械臂實時控制系統研究
2020年信息技術與網絡安全第4期
巢惠世，梁宏斌，蔡土淇
(遼寧科技大學 機械工程與自動化學院，遼寧 鞍山 114051)
摘要： 針對我國自主研發的機械臂控制系統較少，多依賴于國外價格昂貴的商用系統，采用在Linux中加入RT補丁的實時改造方法，以六自由度機械臂為研究對象，在下位機上進行系統架構搭建，實現一個包括TCP通信進程、譯碼進程、插補逆解進程、I/O進程的一個多任務處理的機械臂控制系統；同時對機械臂的上位機進行軟件設計，實現人機界面指令輸入、狀態顯示、通信等功能，為機械臂的實時控制系統提供了一種有效開發方案。通過采用RT測試工具集進行實時性檢驗，其結果滿足實時性，同時利用MATLAB/Robotic Toolbox工具箱建立機器臂運動學模型，對機械臂運動空間及軌跡進行仿真，得到了連續平穩的末端曲線，仿真結果證明了控制系統設計的正確性以及可行性。
中圖分類號：TP241.2
文獻標識碼：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的機械臂實時控制系統研究［J］.信息技術與網絡安全，2020,39（4）：81-85.
文獻標識碼：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的機械臂實時控制系統研究［J］.信息技術與網絡安全，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 selfdeveloped robotic arm control system,it is mostly dependent on foreign expensive commercial businesses.It adopts a realtime transformation method that adds RT patches to Linux.A sixdegreeoffreedom robotic arm is used as the research object,and the system architecture is built on the lower computer to implement a multitasking 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 humanmachine interface instructions.Status display,communication and other functions provide an effective development plan for the realtime control system of the robotic arm.By using the RT test tool set for realtime inspection,the results meet the realtime 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；realtime operating system；realtime transformation；teaching device；control system
0 引言
21世紀以來，我國工業機器臂取得了巨大的進步，隨著我國傳統制造業的轉型升級，我國的機械臂市場的潛力是巨大的，所以對機械臂的研究具有重要意義?，F在機械臂常用的操作系統像VxWorks都是商用的操作系統，雖然實時性好，但是價格昂貴，而價格低廉、開源且可裁剪的Linux則非常適合機械臂系統的自主開發。由于標準的Linux操作系統不具備實時性，需要對其進行實時性改造。
本文詳細內容請下載：http://www.cowatch.cn/resource/share/2000003227
作者信息：
巢惠世，梁宏斌，蔡土淇
(遼寧科技大學 機械工程與自動化學院，遼寧 鞍山 114051)
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