工业机器人课程设计

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1、.工业机器人课程设计基于Matlab的工业机器人运动学和雅克比较矩阵求解...目录PUMA560机器人简介4PUMA560机器人的正解51、确定D-H坐标系52、确定各连杆D-H参数和关节变量53、求出两杆间的位姿矩阵54、求末杆的位姿矩阵65、Matlab编程76、验证7PUMA560机器人的逆解81、求82、求83、求94、求105、求106、求117、解的多重性118、Matlab编程119、对于机器人解的分析12机器人的雅克比矩阵121、定义122、雅可比矩阵的求法123、微分变换法求机器人的雅可

2、比矩阵134、矢量积法求机器人的雅克比矩阵155、Matlab编程15附录161、程序162、三维图24...摘要机器人学作为一门高度交叉的前沿学科，引起许多具有不同专业背景人们的广泛兴趣，对其进行深入研究，并使其获得快速发展。尤其是近年来各种新兴技术飞速发展,机械工业产品的自动化、高精度、重负载等性能指标变得越来越突出。因此在机器人学的计算中就要求更高的精度，计算机技术的发展很好的解决了这一问题。本文将以PUMA560为例，利用个人电脑平台的Matlab对其运动学的正解、逆解以及雅克比矩阵进行计算研究。

3、关键词PUMA560Matlab正解逆解雅克比矩阵微分变换法矢量积法ABSTRACTAsahighlyinterspersedsubject,theroboticsmakesmanypeoplewhomajorindifferentsubjectinterestinit,researchanddevelopit.Especiallyinrecentyears,withtherapiddevelopmentofvarietiesofemergingtechnologies,mechanicalproduct

4、sindexesofautomation，highprecisionandthere-loadarebecomingmoreandmoreoutstanding.Thereisaneedofgreaterprecisioninthecalculationofroboticsandcomputertechnologymakesitpossible.InthispaperwewilluseMatlabtoresearchthekinematicsproblemandJacobianarrayofPUMA560

5、.KEYWORDSPUMA560MatlabKinematicsproblemPositive-solutionInverse-solutionJacobianarrayDifferentialtransformationVectorproducttransformation...PUMA560机器人简介PUMA560是属于关节式机器人，6个关节都是转动关节，如图1—1所示，前三个关节确定手腕参考点的位置，后三个关节确定手腕的方位。和大多数工业机器人一样，后三个关节轴线交于一点。该点选作为手腕参考点，也选

6、作为{4}、{5}、{6}的原点。关节一的轴线为垂直方向，关节2和关节3的轴线为水平，且平行，距离为。关节1和关节2的轴线垂直相交，关节3和关节4的轴线垂直交错。距离为。各个连杆坐标系如图1—1所示，相应的连杆参数列于表1—2中。其中，，，，。在更进一步了解PUMA560机器人的转动角度问题时，我们先来定义一下PUMA560机器人的初始位姿。首先,定义机器人的初始位置.取大臂处于某一朝向时,作为腰关节的初始位置.大臂处在水平位置时,作为肩关节的初始位置....小臂处在下垂位置,关节轴线Z4和Z0平行时,作

7、为肘关节的初始位置.关节轴线Z5和Z3平行时,作为腕扭转关节的初始位置.关节轴线Z6和Z4平行时,作为腕弯曲关节的初始位置.抓手两个指尖的连线与大臂平行时,作为腕旋转关节的初始位置.在上述初始位置的前下,各个关节的零点位置得到确定.PUMA560机器人的正解1、确定D-H坐标系PUMA560的关节全为转动关节:Zi坐标轴:沿着i+1关节的运动轴;Xi坐标轴:沿着Zi和Zi-1的公法线,指向离开Zi-1轴的方向;Yi坐标轴:按右手直角坐标系法则制定;连杆长度ai;Zi和Zi-1两轴心线的公法线长度;连杆扭角

8、αi:Zi和Zi-1两轴心线的夹角;两连杆距离di:Xi和Xi-1两坐标轴的公法线距离;两杆夹角θi:Xi和Xi-1两坐标轴的夹角;2、确定各连杆D-H参数和关节变量确定各连杆D-H参数和关节变量：连杆i变量θiαi-1ai-1di变量范围1θ10°00-160°~160°2θ2-90°0d2-225°~45°3θ30°a20-45°~225°4θ4-90°a3d4-110°~170°5θ590°00-100°~100°6θ6