機械臂運動學與路徑規(guī)劃研究.pdf

1、機械臂運動學及路徑規(guī)劃是機器人學中的重要研究內容。本文以四自由度機械臂為研究對象，運用坐標變換等相關知識，建立了機械臂運動學方程；然后利用solidworks建立了四自由度RBT-4T/S02S機械臂模型并且成功導入到ADAMS中，最后由ADAMS和MATLAB聯(lián)合仿真完成了機械臂的避障路徑規(guī)劃研究。
　?。?）利用D-H方法完成機械臂各連桿坐標系的建立，并且以此為基礎得到了各連桿之間的變換矩陣和該機械臂運動學方程。
　　（

2、2）以機械臂兩連桿在二維平面內可能與障礙物發(fā)生碰撞的邊界條件入手，完成由邊界條件到數(shù)學函數(shù)的描述，從而建立C-空間障礙；在二維平面基礎上，對三維空間障礙物進行分析研究，利用H-平面與V-平面兩次投影，得到其三維C-空間障礙；在A*算法的基礎上，對其數(shù)據(jù)結構進行一定改進，然后利用改進的A*算法對機械臂工作空間下三維C-空間障礙進行無障礙路徑搜索，實現(xiàn)了從起始點到目標點的無碰撞自由路徑規(guī)劃。
　　（3）利用ADAMS與MATLAB軟件

3、進行聯(lián)合仿真來模擬機械臂的避障過程。首先把利用solidworks建立的RBT-4T/S02S型四自由度機械臂模型導入到ADAMS軟件中；把由A*算法進行自由路徑搜索得到的各關節(jié)數(shù)據(jù)作為ADAMS的輸入函數(shù)，并且定義了狀態(tài)變量、輸入輸出變量等；然后在MATLAB中建立控制系統(tǒng)，利用ADAMS和MATLAB進行聯(lián)合仿真。仿真表明，利用該路徑規(guī)劃得到的關節(jié)角度變化值去控制機械臂，實現(xiàn)了機械臂預期路徑規(guī)劃的目標。
　　（4）在理論分析和