六自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)與控制仿真研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，仿真技術(shù)在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)分析中得到了廣泛的應(yīng)用。借助于相關(guān)仿真軟件，建立起機(jī)器人虛擬樣機(jī)的三維實(shí)體模型，并通過計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真，能直觀地反映機(jī)器人的動(dòng)態(tài)特性。采用仿真技術(shù)可以對(duì)機(jī)器人進(jìn)行模擬、演示和驗(yàn)證，有助于我們對(duì)機(jī)器人的設(shè)計(jì)、制造以及運(yùn)動(dòng)分析更深刻理解，進(jìn)而為機(jī)器人的開發(fā)提高了效率、降低了研發(fā)成本。
　　本文以六自由度關(guān)節(jié)機(jī)器人為對(duì)象，對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)展了以下幾個(gè)方面的討論：
　　(1)六自由度機(jī)器人

2、的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析：介紹了機(jī)器人空間位姿描述方法和齊次坐標(biāo)變換等運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)理論，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方程，討論了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和反解的問題。
　　(2)六自由度機(jī)器人軌跡規(guī)劃技術(shù)：分別介紹了機(jī)器人在關(guān)節(jié)空間和直角坐標(biāo)空間中的軌跡規(guī)劃方法，分析了在關(guān)節(jié)空間與直角坐標(biāo)空間內(nèi)規(guī)劃軌跡的優(yōu)缺點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)行平穩(wěn)、軌跡光滑連續(xù)，本文在關(guān)節(jié)空間中采用五次多項(xiàng)式插值算法，并與三次多項(xiàng)式插值算法作了對(duì)比，分析了關(guān)節(jié)軌跡的角位移、角速度、角加速度情

3、況。
　　(3)六自由度機(jī)器人仿真分析：利用Matlab軟件平臺(tái)下的Robotics Toolbox工具箱對(duì)機(jī)器人進(jìn)行簡單建模，并完成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解的仿真；接著，利用三維軟件SolidWorks對(duì)機(jī)器人建立實(shí)體模型，并在此軟件平臺(tái)下的Motion插件對(duì)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，得到逼真的動(dòng)態(tài)過程。
　　(4)機(jī)器人單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)：提出了對(duì)關(guān)節(jié)的伺服電機(jī)采用矢量控制技術(shù)，對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，分析了矢量控制的電流環(huán)、速度環(huán)