面向网络的移动机械手遥操作控制技术研究

摘要

基于遥操作技术的移动机械手在空间探索、深海勘探和危险环境作业等领域具有不可替代的作用。互联网的飞速发展和普及以及传输速度的不断提高为移动机械手遥操作提供了廉价而便捷的通讯手段，而基于互联网的遥操作技术进一步拓展了移动机械手的应用范围，在远程医疗、设备共享和远程教学等方面显示了其优越性。本文对基于互联网的移动机械手远程控制系统进行了深入的研究，适应互联网的特点，建立了基于浏览器的多层分布式移动机械手远程控制系统实验平台。 本文首先对移动机械手硬件实验平台进行了调试和完善。在此硬件平台上建立了基于网络的控制系统软件平台，实现了基于浏览器的运动控制和多传感器的数据接收。采用Java Applet、JSP和JavaBean技术，通过合理设计服务器端控制网页和Java程序，实现了移动机械手状态的图像监视，直接行为的控制，移动机械手传感器参数的获取以及网络时延的监控。 本文建立了移动机械手的运动学模型和逆运动学模型，并利用BP神经网络对移动机械手的末端轨迹跟踪进行了仿真。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1前言

1.2国外的发展状况

1.3国内的发展状况

1.4目前对于机器人遥操作研究的几个方面：

1.5移动机械手本地化控制的研究

1.6非完整系统控制

1.7本文主要研究工作

第二章移动机械手系统平台的简介与调试

2.1移动机械手的硬件结构简介

2.1.1 AS-R移动小车的简介

2.1.2机械手的简介

2.2移动机械手本地化控制的调试

2.2.1 AS-R移动小车的调试

2.2.2机械手的调试

第三章基于J2EE的移动机械手网络控制系统实验平台

3.1 J2EE的简介

3.2系统的软件构架

3.3系统的软件实现过程

3.3.1利用JSP和Struts技术实现Web服务器

3.3.2利用EJB(Enterprise JavaBean)技术实现机械手遥操作应用服务器

3.3.3利用JNI实现移动机械手本地控制

3.4移动机械手系统的网页控制系统的页面设计

3.4.1首页面的设计

3.4.2控制页面的设计

3.4.3最终效果图

第四章关于测试网络延时的Applet实现

4.1图表的实现Swing

4.1.1关于Swing

4.1.2 Swing的代码实现

4.2利用URL类测量网络延时

4.2.1网络编程URL类的使用目的

4.2.2 URL的代码实现

4.3利用数据结构存储测量数据

4.3.1关于数据结构：ArrayList、LinkedList

4.3.2数据结构的代码实现

4.4利用多线程实现动态打印图表

4.4.1 Java的多线程的使用目的

4.4.2多线程绘制图表的代码实现

4.5利用多线程实现鼠标触发的监听

4.6实验结果

第五章利用JNI获取传感器测试数据

5.1移动机械手的传感器系统

5.1.1声纳传感器

5.1.2 PSD红外传感器

5.2关于利用JNI测试参数的代码实现

5.2.1 JNI的代码实现

5.3实验数据

第六章移动机械手的运动学建模

6.1移动机械手的运动学问题

6.2移动机械手的几何模型

6.3移动机械手的统一运动学模型的建立

6.4机械手的逆运动学模型

第七章机械手轨迹规划中的BP神经网络方法及仿真

7.1机械手轨迹规划

7.2关节变量轨迹控制多项式

7.3 BP神经网络

7.4仿真过程与结果

第八章结论与展望

参考文献

发表论文与科研情况说明

致谢