基于MATLAB的IRB2400工业机器人运动学分析.pdf

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1、2014年2月机床与液压Feb．2014第42卷第3期MACHINET00L&HYDRAULICSV01．42No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．03．015基于MATLAB的IRB2400工业机器人运动学分析王晓强，王帅军，刘建亭(河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471003)摘要：以IRB2400工业机器人为研究对象，对其机构和连杆参数进行分析，采用D—H法对机器人进行正运动学和逆运动学分析，建立运动学方程。在MATLAB环境下，运用RoboticsToolbox工具箱进行建模仿真，仿

2、真结果证明了所建立的运动学正、逆解模型的合理性和正确性。关键词：IRB2400工业机器人；运动学；建模仿真中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)3—054—4KinematicsAnalysisofIRB2400IndustrialRobotBasedonMATLABWANGXiaoqiang，WANGShuaijun，LIUJianting(SchoolofMeehatronicsEngineering，HenanUniversityofScienceandTechnology，Luoyan

3、gHenan471003，China)Abstract：TakingIRB2400industrialrobotasexample，structureandlinkparameterswereanalyzed．TheD—Hparametermethodwasappliedintheanalysisofforwardkinematicsandinversekinematicsandkinematicalequationswereestablished．InMATLABenvi—ronment，theRoboticsToolboxwa

4、susedformodelingandsimulation．Thesimulationresultsprovethattheestablishedmodelsofthesolutionsofforwardandinversekinematicsarereasonableandcorrect．Keywords：IRB2400industrialrobot；Kinematics；Modelingandsimulation机器人是机电一体化的最高成就的体现，处于科关节链中的每一个杆件建立坐标系的矩阵方法，即技发展的前沿。机器人技术包括了

5、多种学科和领域的D．H参数法，在机器人运动学分析得到了广泛运最新研究成果，其中汇集了机械工程、计算机技术、用。采用这种方法建立坐标系：电子技术、人工智能及自动控制理论等。从机器人诞(1)z轴沿关节i+1的轴线方向。生到现在，经过多年的发展已经取得很多实质性的进(2)X轴沿z一和z轴的公法线方向，且指向步和成果⋯。随着科技的发展和工业自动化，工业背离z．．，轴的方向。机器人在生活和工作中得到了广泛的应用，主要以喷(3)轴的方向必须满足=Z×X，使坐标漆、焊接、堆垛为主，机器人的运动学分析是实现机系为右手坐标系。器人控制的基础，运动学

6、分析主要通过分析机器人的按照上述方法，建立坐标系如图2所示。各个连杆和机构参数以确定末端执行器的位姿。机器人运动学分析包括正运动学分析和逆运动学分析。轴6以IRB2400机器人为研究对象，通过分析机构和连杆参数，利用D-H参数法建立坐标系，求出连杆之间的位姿矩阵，实现机器人运动学方程的建立。最后在MATLAB环境下，用RoboticsToolbox进行了建模仿真。1机器人D-H坐标系的建立IRB2400是ABB公司生产的6自由度工业机器人，包括底座、机身、下臂、臂、手腕及末端执行器，每个自由度对应一个旋转关节，如图1所示。图1IR

7、B2400机器人DENAVIT和HARTENBERG于1955年提出了一种为收稿日期：2012—11—27作者简介：王晓强，E—mail：wsj19850219@163．corn。第3期王晓强等：基于MATLAB的IRB2400工业机器人运动学分析·55·cl100c0门100s01ll615I1J705c02-1l705s02l-『0lI1j135c03]I135s03l0I图2IRB2400D·H坐标系_『1j连杆参数的表示：0S04(1)连杆长度o为沿轴方向测量，z到z公垂线的长度。0一c：(2)杆件扭角Ot为绕置轴正向转动

8、为正，z10到z的转角。00—．。．．．．=．．．．L(3)关节距离d为沿z轴指向为正，置一。到—．．。．．．氓。．．．=0．．0．．．L0sOl001，■001卵3000～cO0D0，的距离。(4)关0节转0角0为0绕z轴0正向0转0动为0正，0