6自由度串聯(lián)機(jī)器人的分析與仿真.pdf

1、傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)器人的分析和設(shè)計(jì)都是針對(duì)某一特定結(jié)構(gòu)的機(jī)器人，由于串聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)類(lèi)型繁多，如果都要將其一一進(jìn)行分析和計(jì)算，則計(jì)算量很大，難以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)周期要求，且容易出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤。通過(guò)Matlab軟件編程把機(jī)器人的分析和計(jì)算集成，并開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的分析和仿真平臺(tái)可以解決這一問(wèn)題。
　　為直觀反映出機(jī)器人的位置和姿態(tài)，便于理解和計(jì)算，本文運(yùn)用齊次變換法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行研究，在D-H坐標(biāo)和齊次變換矩陣的基礎(chǔ)上分析了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題，通過(guò)雅克比矩陣

2、的Moore-pseudo inverse分析了機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，在牛頓-歐拉方程的基礎(chǔ)上分析了考慮摩擦?xí)r機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)，運(yùn)用多項(xiàng)式插值、四元數(shù)等方法對(duì)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃進(jìn)行了研究。
　　運(yùn)用Matlab軟件把上述理論編寫(xiě)成各個(gè)庫(kù)函數(shù)模塊，通過(guò)Matlab GUI平臺(tái)把這些庫(kù)函數(shù)集成，編寫(xiě)出一個(gè)通用6自由度串聯(lián)機(jī)器人分析和仿真的平臺(tái)。該平臺(tái)主要具有兩大功能：一個(gè)是分析功能，另一個(gè)是仿真功能。分析功能包括：(1)計(jì)算6自由度串聯(lián)機(jī)器

3、人的運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題、任意位置的雅可比矩陣、機(jī)器人靈巧度和求運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解。(2)計(jì)算6自由度串聯(lián)機(jī)器人在有/無(wú)摩擦力和有/無(wú)外力干擾情況下的動(dòng)力學(xué)正問(wèn)題和逆問(wèn)題，并繪制出關(guān)節(jié)力矩、位移、速度和加速度的曲線(xiàn)圖。(3)計(jì)算6自由度串聯(lián)機(jī)器的關(guān)節(jié)空間和笛卡爾空間軌跡規(guī)劃，繪制出機(jī)器人的軌跡規(guī)劃曲線(xiàn)圖。仿真功能包括：(1)實(shí)現(xiàn)輸入6自由度串聯(lián)機(jī)器人的D-H參數(shù)建立機(jī)器人的三維模型，通過(guò)改變機(jī)器人關(guān)節(jié)變量驅(qū)動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。(2)根據(jù)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃，仿真