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在工业生产中,并联机器人以其自由度高、工作空间大、负载能力强的优点得到广泛应用。如果给机器人配备其他传感部件,如视觉传感器、速度传感器、加速度传感器等又可以极大程度地增强其获取外界信息的能力。而这其中,视觉传感器由于与并联机器人之间互补性较好,所以配备视觉传感器的并联机器人应用最为普遍。在生产实际中,基于视觉的并联机器人主要用于高精尖产品的加工或者产品的搬运,还可以在危险环境或者人类无法到达的环境,比如生化事故现场、海底、太空等,代替人类进行工作,使人类免于伤害。 本文对并联机器人的发展历程进行了回顾,综述了并联机器人运动学、动力学、控制策略等方面的研究对象及常用的分析方法。分析了机器视觉的发展历程、研究现状及其在工业生产中的应用。研究了视觉与并联机器人的联合使用及其在垃圾分拣中的应用。 针对系统在垃圾分拣中的应用,确定了硬件选型:光源、摄像机本体、镜头、运动控制器、工控机、伺服电机及伺服电机驱动器等。研究了主机与运动控制器、运动控制器与伺服电机驱动器之间的通信,完成了电子齿轮比的设定。 根据系统应用需求设计了系统软件。依据摄像机标定求取摄像机内参矩阵及畸变矩阵、通过图像预处理确定目标的像素坐标、结合内参矩阵及外参矩阵完成像素坐标与世界坐标之间的转换。研究了系统位置方程,并在位置方程的基础上分析了系统速度及加速度,在位置、速度、加速度基础上完成了系统逆向动力学分析。研究了不同编程方式之间的差别,选取合适的编程方式实现系统三轴协调的运动控制。 对系统的准确性进行了验证。通过实验中的数据采集验证系统的正确性,分析了误差产生的原因及误差补偿措施,指出系统的不足及未来的发展方向等。