六自由度機器人運動與控制仿真研究.pdf

1、隨著計算機技術的發(fā)展和普及，仿真技術在機器人運動分析中得到了廣泛的應用。借助于相關仿真軟件，建立起機器人虛擬樣機的三維實體模型，并通過計算機動態(tài)仿真，能直觀地反映機器人的動態(tài)特性。采用仿真技術可以對機器人進行模擬、演示和驗證，有助于我們對機器人的設計、制造以及運動分析更深刻理解，進而為機器人的開發(fā)提高了效率、降低了研發(fā)成本。
　　本文以六自由度關節(jié)機器人為對象，對機器人運動學展了以下幾個方面的討論：
　　(1)六自由度機器人

2、的運動學分析：介紹了機器人空間位姿描述方法和齊次坐標變換等運動學相關理論，在此基礎上構建了機器人運動方程，討論了運動學正解和反解的問題。
　　(2)六自由度機器人軌跡規(guī)劃技術：分別介紹了機器人在關節(jié)空間和直角坐標空間中的軌跡規(guī)劃方法，分析了在關節(jié)空間與直角坐標空間內規(guī)劃軌跡的優(yōu)缺點。為實現(xiàn)機器人運行平穩(wěn)、軌跡光滑連續(xù)，本文在關節(jié)空間中采用五次多項式插值算法，并與三次多項式插值算法作了對比，分析了關節(jié)軌跡的角位移、角速度、角加速度情

3、況。
　　(3)六自由度機器人仿真分析：利用Matlab軟件平臺下的Robotics Toolbox工具箱對機器人進行簡單建模，并完成機器人運動學正逆解的仿真；接著，利用三維軟件SolidWorks對機器人建立實體模型，并在此軟件平臺下的Motion插件對機器人進行運動仿真，得到逼真的動態(tài)過程。
　　(4)機器人單關節(jié)運動控制技術：提出了對關節(jié)的伺服電機采用矢量控制技術，對伺服電機進行數學建模，分析了矢量控制的電流環(huán)、速度環(huán)