資源描述：
《六自由度機械臂的運動學(xué)分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、六自由度機械臂的運動學(xué)分析柴瑩，王秀全（華北電力大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京，102206）THEKINEMATICSANALYSISOF6-DOFMANIPULATORCHAIYing,WANGXiuquan（DepartmentofComputerScience&Technology,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing,102206）ABSTRACT:Alongwiththedevelopmentofscience,robotics正問題，第二個問題被稱為運動學(xué)逆問題。在實際deve
2、lopmentmadeaconsiderableprogressanditsapplication應(yīng)用中，機械臂每個關(guān)節(jié)偏轉(zhuǎn)的最大角度有范圍限haveinfiltratedallwalksoflife.Therobotarmandrobot制，而每個關(guān)節(jié)每次可轉(zhuǎn)動的角度也有限制，要使performancearecloselyrelated.Thispaperisdesignedfor機械臂末端可以由初始位置到達空間中指定的點analyzingthemanipulatorkinematicsproblemsusingthe的位置要在這些約
3、束和機械臂運動學(xué)的基礎(chǔ)上找exampleof6-DOFmanipulator.Withtheknowledgeof出一條最優(yōu)路徑。本文以六自由度機械手臂為例對positivekinematicsproblemandreversekinematicsproblemanditanalyzestherelationbetweenmanipulatorendpointand其運動學(xué)做了分析。thecoordinatesofthecorrespondingjointandestablishesamodeltoresolveapracticalpr
4、oblemwhichiscomputinga2機械臂運動學(xué)分析instructionsequencefrombeginningpointofmanipulatorend2.1機械臂運動學(xué)正問題分析tothetargetpoint.Thispaperisapracticalreferencevaluefor以某型號機器人為例，實物圖見圖1establishingmanipulatorkinematicsmodel.KEYWORDS：Manipulator,Kinematics,ReverseKinematics摘要：隨著科學(xué)的發(fā)展，機器人
5、的研制取得長足的進步，它的應(yīng)用已經(jīng)滲入到各行各業(yè)，而機器人手臂的路徑規(guī)劃問題和機器人的性能息息相關(guān)。本文以一個六自由度的機械臂為例分析了機械臂的運動學(xué)問題，其中運用了運動學(xué)正問題與逆問題的知識求解了機械臂末端所在點的坐標與各關(guān)節(jié)偏轉(zhuǎn)角度的對應(yīng)關(guān)系；本文還對一個實際問題，求解機械臂指尖叢初始位置到達目標位置的指令序列的問題，建立了模型并計算出結(jié)果。本文對建立機械臂的運動學(xué)模型有實際參考價值。關(guān)鍵詞：機械臂，運動學(xué)，逆運動學(xué)圖1機械臂實物圖1引言隨著科技的發(fā)展，機器人的研制取得長足的進圖1機械臂結(jié)構(gòu)圖步，而機器人手臂的路徑規(guī)劃問題和機器人的
6、性能在機械臂運動過程中，需要不斷變換各個關(guān)節(jié)密切相關(guān)。機械臂本質(zhì)上是一個具有多自由度的系的旋轉(zhuǎn)角度，從而到達相應(yīng)的位置點。設(shè)三維空間統(tǒng)，對機械臂路徑規(guī)劃問題進行研究，首先要解決中某點的坐標為(X,Y,Z)，對應(yīng)機械臂6個關(guān)節(jié)的問題就是運動學(xué)模型的建立，主要有以下兩個基本問題：①對于給定的一個機械臂，其連桿參數(shù)和的旋轉(zhuǎn)角度依次為(θ,θ,θ,θ,θ,θ)，則機械123456各個關(guān)節(jié)變量來求解末端執(zhí)行器相對于給定坐標系的位置和姿態(tài)。②已知機器人連桿參數(shù)和末端執(zhí)臂運動模型即(X,Y,Z)和(θ,θ,θ,θ,θ,θ)123456行器相對于固定坐
7、標系的位置和姿態(tài)，來求解機器人各個關(guān)節(jié)變量的大小。第一個問題被稱為運動學(xué)的對應(yīng)關(guān)系。自定義機械臂的初始姿態(tài)，利用右手[1]法則分別建立每個關(guān)節(jié)的坐標系，如圖2所示A=Rot(x,θ)55A=Rot(y,θ)Trans(rc,0,rs,)664646展開可得：?cosθ1?sinθ100??1000?????A?sinθ1cosθ100?0100=??1?0010??001r?1?????0001??0001?圖2各個關(guān)節(jié)坐標系的建立?cosθ20sinθ20???符號定義如下：?0100?A=2??sinθ0cosθ0?22Rot(x,
8、θ6):旋轉(zhuǎn)變換，表示繞x軸旋轉(zhuǎn)了θ6???0001?Trans(m,n,p):平移變換，表示坐標軸分別沿x、y、z軸平移了m、n、p?cosθ3?sinθ300??100r2cosθ3?????A=?si
