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(河南城建学院电气与电子工程系 河南论文范文 467036)

摘 要:机器人运动学是机器人学的一个重要分支,是实现机器人运动控制的基础.论文以D-H坐标系理论为基础对PUMA560机器人进行了参数设计,利用MATLAB机器人工具箱,对机器人的正运动学、逆运动学、轨迹规划进行了仿真.Matlab仿真结果说明了所设计的参数的正确性,能够达到预定的目标.

关键词:机器人 PUMA560 D-H坐标系 运动学 轨迹规划

中图分类号:TP24 文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)10(c)-0005-02

机器人运动学分析:运动爬杆机器人运动学仿真视频

机器人运动学的研究涉及大量的数学运算,计算工作相当繁锁.因此,采用一些工具软件对其分析可大大提高工作效率,增加研究的灵活性和可操作性.对机器人进行图形仿真,可以将机器人仿真的结果以图形的形式表示出来,从而直观地显示出机器人的运动情况,得到从数据曲线或数据本身难以分析出来的许多重要信息,还可以从图形上看到机器人在一定控制条件下的运动规律[1].

论文首先设计了PUMA560机器人的各连杆参数,然后讨论了正、逆运动学算法,轨迹规划问题,最后在MATLAB环境下,运用Robotics Toolbox,编制简单的程序语句,快速完成了机器人得运动学仿真.

设机械手起始位置位于A点,qA等于[000000],即表示机器人的各关节都处于零位置处.机械手在B点和C点相对于基坐标系的位姿可用齐次变换矩阵TB和TC来表示.图2所示为机械手臂在A点时的三维图形.

可通过matlab编程来给出机器人由A运动到B,转动关节2和转动关节3的角度随时间变换的仿真图,如图3所示.图4所示为末端关节沿x,y,z方向的运动轨迹.取仿真时间为2s,采样间隔为0.056s.从图3可以看出:在所取的仿真时间内,转动关节2由零逐渐变化到1.5708rad,转动关节3由零逐渐变化到-1.5708rad.图4说明机器人由A运动到B,末端关节沿x,y,z方向位移矢量的变化轨迹,证明机器人可以实现不同方位的姿态.通过仿真曲线可以观察到机器人从A运动到B时各关节的运动情况,且各关节运动情况均为正常,各连杆没有运动错位的情况,从而验证了所有连杆参数的合理性,且说明了各参数的设计能够实现预定的目标.

4. 结语

论文基于D-H坐标系对PUMA560机器人进行了参数设计,分析了它的运动学问题和轨迹规划问题.MATLAB仿真结果表明,只要机器人各关节角在给定范围内选择,得出的结果完全符合实际情况,说明参数设计合理,达到良好的效果.

参考文献

[1]罗家佳,胡国清.基于Matlab的机器人运动学仿真[J].厦门大学学报(自然科学版),44(5).

[2]蔡自兴.机器人学[M].北京:清华大学出版社,2000.

[3]干民耀,马骏骑,等.基于Matlab的Puma机器人运动学仿真[J].昆明理工大学学报(理工版),28(6).

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