六自由度機器人運動規(guī)劃研究.pdf

1、隨著國內(nèi)外學者對機器人技術(shù)研究的不斷深入和拓展，機器人應(yīng)用也是越來越廣泛，六自由度機械手在各個領(lǐng)域也展現(xiàn)出了其重要作用。本文基于六自由度串聯(lián)機械手研究了在靜態(tài)環(huán)境中機器人的運動控制方法，以采用C++和OpenGL編寫的機器人仿真控制系統(tǒng)為平臺，驗證了機器人的運動學解算、RRT路徑規(guī)劃等算法。本文的研究內(nèi)容可以分為機器人運動學分析、機械手運動路徑規(guī)劃和仿真控制系統(tǒng)實現(xiàn)三部分，各個部分緊密聯(lián)系，承上啟下。主要內(nèi)容如下：
　　(1)機器

2、人正逆運動學分析：通過建立機器人運動學模型，利用D-H參數(shù)建立機器人連桿坐標系，進行機器人正逆運動學分析。本文利用坐標系之間的變換矩陣，進行正運動學求解，得到正運動學的計算結(jié)果，然后采用倍四元數(shù)以及結(jié)式化簡消元的方法計算逆運動學的結(jié)果。最后給出了編程實現(xiàn)結(jié)果。
　　(2)機械手運動路徑規(guī)劃：路徑規(guī)劃是根據(jù)六自由度機械手末端執(zhí)行器的初始位置和指定的目的點位置，在空間靜態(tài)環(huán)境中，搜索出一條可行的無碰撞路徑，使機械手末端能從初始點運動到

3、目標點。本文首先介紹標準RRT算法，然后引入方向向量改進RRT算法，并利用其規(guī)劃從機械手初始位置到目的點位置的無碰撞路徑。
　　(3)仿真控制系統(tǒng)實現(xiàn)：為了驗證前面的運動學分析以及運動路徑規(guī)劃的正確性，利用面向?qū)ο蟮腃++語言以及OpenGL編寫了六自由度串聯(lián)機械手的仿真控制系統(tǒng)，在此平臺上實現(xiàn)坐標系的建立、正逆運動學的解算、工作空間的繪制以及運動路徑的規(guī)劃等。
　　本文編寫實現(xiàn)的六自由度串聯(lián)機械手仿真控制平臺，完全模擬現(xiàn)實