基于matlab的六自由度机器人运动特性分析.pdf

《基于matlab的六自由度机器人运动特性分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机械设计与制造第1期78MachineryDesign&Manufacture2013年1月基于matlab的六自由度机器人运动特性分析苏学满1,2孙丽丽，杨明，许德章1,2(1．安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖241000；2．先进数控与伺服驱动技术安徽省重点实验室，安徽芜湖241000)摘要：应用Denavit—Hartenberg法建立6R机器人的关节坐标系并确定杆件参数，建立机器人的正逆运动学模型，在Maflab环境下利用MonteCarlo法计算出机器人的工作空间，并用Robotic

2、sToolbox对机器人正逆运动学进行仿真，并对工作空间及关节空间的运动轨迹进行规划，从而验证机器人结构设计的合理性。为动力学分析、离线编程、基于力反馈机器人动态控制以及机器人结构的动态设计的研究奠定必要的基础。关键词：运动学。D—H；蒙特卡洛法；工作空间；RoboticsToolbox中图分类号：TH16；TP242．2文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)01—0078—03KinematicCharacteristicsAnalysisof6-DOFRobotBasedonMat

3、labSUXue—man1,2SUNLi—lil’YANGMing1,XUDe-zhang'(1．SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，AnhuiPolytechnicUniversity，AnhuiWuhu241000，China；2．AnhuiKeyLaboratoryofAdvancedNumericalControl&ServoTechnology，AnhuiWuhu241000，China)Abstract：6Rrobotjointcoordi

4、natesystemswereestablishedandlinkparametersweredeterminedbyDenayit—Hartenbergmethod。andtherobotforwardandinversekinematicsm0defwereestablished．IntheMATLAB，theworkspaceoftherobotIO$calculatedbytheMonteCarlomethod．Theforwardkinematicsandinversekinematicsw

5、eresimulated，andtrajectoriesofworkspaceandjointspacewereplannedbytheRoboticsToolbox．SO∞toverifytherationdi~ofthedesignofthestructure．ThenecessaryfoundationWO$laidfordynamicsanalysis，offlineprogramming，basedonforcefeedbackoftherobotdynamiccontrolandthedy

6、namicdesignoftherobotstructure．KeyWords：Kinematics；D-H；MonteCarloMethod；Workspace；RoboticsToolbox1引言前最通用的方法，即用齐次变换来描述各个连杆相对于固定参考坐标系的空间几何关系，用一4x4的齐次变换矩阵描述相邻两连机器人的运动特性是进行机器^技术研究的前提，是机器人杆的空间关系，从而推导出“末端坐标系”相对于“参考坐标系”的运动控制的基础，因此机器人的运动特性分析就成为机器^研究及机器人应用的重要内容。

7、通过使用仿真软件，利用计算机可视化和等价齐次变换矩阵，从而建立机器人的运动方程『1_。下面，笔者利面向对象的手段在虚拟环境中模拟机器人的运动，可以帮助我们了用D—H法则，对AHPU10六自由度机器人进行运动分析和确定解机器^．工作空间的范围及形态，揭示机构的合理运动方案和控制连杆参数，并导出连杆变换和机构的运动方程。AHPUIO六自由算法，使我们直接看到设计效果，及时找出缺点和不足，并进行改机器人模型，如图1(a)所示。机器人具有六个回转关节，各关节进。从而可以解决在机器人设计、制造和运行过程中出现的

8、问题，避坐标系，如图1(b)所示。各杆件的D—H参数，如表1所示。免直接操作实体可能造成的事故和不必要的损失。同时，在仿真软在建立机器人运动学方程过程中，首先需建立连杆i坐标系件中观察运行结果，分析检验轨迹规划和作业规划的正确性和合与连杆一1坐标系之间的变换关系，再利用各变换矩阵相乘得到理性，也可以为离线编程提供有效的验证手段。以安徽省先进伺运动学方程，由D—Ⅳ法得：服与驱动技术重点实验室研制的一种通用六自由度关节型机器A=Rot(互_l’0i)Tran