五自由度工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析與仿真.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展變的越來越快，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。因此對于工業(yè)機(jī)器人的研究將變的越來越重要。而現(xiàn)如今推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人研究發(fā)展的重要手段就是機(jī)器人仿真技術(shù)。本文以一種五自由度工業(yè)機(jī)器人為研究對象，對其進(jìn)行運(yùn)動學(xué)理論分析及仿真研究，并對其進(jìn)行了軌跡規(guī)劃仿真研究。
　　首先闡述了機(jī)器人運(yùn)動學(xué)的數(shù)理基礎(chǔ)。介紹了機(jī)器人的位姿描述，齊次變換及運(yùn)算，以及機(jī)器人運(yùn)動學(xué)的D-H表示法，為后期建立工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)方程以及構(gòu)建機(jī)器人連桿坐標(biāo)系奠定

2、基礎(chǔ)。
　　其次根據(jù)本次研究的五自由度工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)尺寸，運(yùn)用D-H表示法建立機(jī)器人連桿坐標(biāo)系。然后利用齊次變換法構(gòu)建了五自由度機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)數(shù)學(xué)方程。對該機(jī)器人的正向運(yùn)動學(xué)方程和逆向運(yùn)動學(xué)方程進(jìn)行求解。
　　再次根據(jù)D-H表示法建立的連桿坐標(biāo)系。利用MATLAB軟件平臺的RoboticsToolbox機(jī)器人工具箱對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行模型的構(gòu)建。在該模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)正逆解的仿真計算。然后對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行軌跡規(guī)劃與仿真。

3、本文主要是對關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃方法進(jìn)行了研究。利用MATLAB對機(jī)器人進(jìn)行特定兩點(diǎn)之間的仿真，使其以特定的軌跡完成運(yùn)動。在軌跡規(guī)劃仿真過程中，得到其運(yùn)動過程中相關(guān)參數(shù)的曲線數(shù)據(jù)，為實(shí)體機(jī)器人的設(shè)計提供了參考數(shù)據(jù)。
　　最后對ADAMS仿真軟件進(jìn)行了簡單介紹。由于ADAMS軟件很難建立復(fù)雜的實(shí)體三維模型，利用Solidworks平臺來建立工業(yè)機(jī)器人的模型并對模型進(jìn)行了一定的簡化并將模型以Parasolid格式輸出。把此文件導(dǎo)入到AD

4、AMS平臺，在ADAMS/View模塊中，設(shè)置工作環(huán)境，修改實(shí)體模型，創(chuàng)建運(yùn)動約束，完成虛擬樣機(jī)的構(gòu)建。對該虛擬樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真分析，得到機(jī)器人末端位移隨時間的變化曲線，以及各個關(guān)節(jié)角的位移，速度，加速度隨時間的變化曲線。通過所得到的相關(guān)參數(shù)的曲線數(shù)據(jù)，對機(jī)器人運(yùn)動情況得到深入了解。同時得到機(jī)器人末端分別在X軸，Y軸，Z軸上的位移隨時間的變化曲線。將上述曲線與各個關(guān)節(jié)角位移的變化曲線合并到一個圖表上。由此可得到仿真過程中任一時刻關(guān)節(jié)角