基于MATLAB的路锥收放机器人运动仿真研究.pdf

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1、·信息技术·崔龙飞，等·基于MATLAB的路锥收放机器人运动仿真研究基于MATLAB的路锥收放机器人运动仿真研究崔龙飞，张龙，孟庆爱(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：路锥收放机器人是全自动交通路锥收放车上的一个重要机构，负责按照一定的规律把路锥从车上放下，还可以自动将路锥从地面收起，放到车上指定位置。按照设计指标对收放机器人进行了参数设计，讨论了该机器人的运动学问题，然后在MATLAB环境下，用RoboticsToolbox对该机器人的轨迹规划进行了仿真，通过仿真，观察到机器人各个关节的运动，并得到了所需的数据，仿真结果表明所设计的参数是正确的，能够达到预定的目标。关

2、键词：路锥收放车；机器人；轨迹规划；仿真；MATLAB中图分类号：TP391．9文献标志码：A文章编号：1671—5276(2014)叭一0104—05StudyofSimulationofConesPlacingandRetrievingRobotMotionBasedonMATLABCUILong—fei，ZHANGlong，MENGQing—ai(NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：Therobotwhichisusedtoplaceandretrievetheconesisanim

3、po~mechanicaldeviceontheautoconemachine．Thisrobotautomaticalylaysdownconesatregularintervals．andthenpicksthemupagainlaterfr0mtheroadway．Thispapersetsuptheparametersofakindofrobot，accordingtosomequalification，discussestheproblemofthekinematicsoftherobotandthensimu。latesthekinematics，inversekinemati

4、csandthetrajectoryplanningwiththeroboticstoolboxofthematlabcomputerprogramlan—guage．Basedonthesimulation，itobservesthemotionlawsoftherobot’Sjointsandobtainstherequireddata．Thisprovesthatalltheparametersmeettherequirementofthedesign．Keywords：conemachine；robot；trajectoryplanning；simulation；matlab国内第

5、一辆全自动路锥收放车物理样机的成功研制，结束了我国公路维修作业时路锥的摆放与回收均需1路锥收放机器人的参数设计人工操作的历史，然而它本身也存在较多的缺点，悬挂于车辆一侧的收放机构多为传统的机械装置，质量过1．1D—H变换大，导致车辆倾斜，体积过大，导致车辆超宽，收锥效率低，因此新一代自动收放车研发过程中采用机器人执行为描述相邻杆件间平移和转动的关系，哈登伯格收锥放锥任务。(Hardenberg)和迪纳维特(Denavit)提出D-H法，可使六对机器人进行图形仿真，可以将机器人仿真的结果以个独立参数减少到四个，该法称为D—H矩阵或位姿矩图形的形式表示出来，从而直观地显示出机器人的运动情阵”j

6、。这是两个具有特殊位置的坐标系之间的坐标变况，得到从数据曲线或数据本身难以分析出来的许多重要换，可使坐标变换简化，为研究空间机构相邻构件上选取信息，还可以从图形上看到机器人在一定控制条件下的运适当坐标系以减少未知参数提供了理论依据。D-H方法动规律⋯。对于机器人的运动学研究，利用Matlab软件是为每个关节处的杆件坐标系建立4阶齐次变换矩阵，表进行仿真。目前Matlab已经成为控制界上最流行的软件示它与前一杆件坐标系的关系，其原理如下：之一，它除了传统的交互式编程之外，还提供了丰富可靠oxyz：与固定坐标相连的固定参考坐标系，称为基坐的矩阵运算、图形绘制、数据处理、图像处理、Windows

7、编标系。程等便利工具。随着Madab在中国逐渐流行，它将成为在OiXY：与机器人的第i个杆件相固连，坐标原点在PC机上进行机器人仿真的理想方式。基于以上叙述，首第+1关节的中心点处。确定和建立每个坐标系遵循以先设计了机器人的各连杆参数，然后详细讨论了正、逆运下三条规则：动学算法，轨迹规划问题，最后在Matlab环境下，运用Ro—1)轴沿着第i关节的运动轴；boticsToolbox，编制简单的程序语句，快速完成了运动学2