机械臂运动学方程.doc

机械臂运动学方程.doc |——)f4 @仿人机器人的手臂有6个自由度,肩部(shoulder)3个,肘口部(elbow)2个,腕部(wrist)1个,如图1所示。 3 1()机器人手臂的儿何尺寸(mm):小臂长度: LJ5 11关节的运动范围(右手):如表1所示。 -if—s—图1手臂模型关节123456最大值160301803018090最小值-120-80-180-150-180-⑴参考坐标系为了对仿人机器人进行控制,同时也便于描述机器人的动作状态,必须建立适当的初始坐标系。我们设定机器人手臂的初始姿态:大臂从肩垂直向下,小臂向前平伸,与大臂成90°。参考坐标系(实验室坐标系)的设定以机器人本身的初始位置与实验室坐标系相一致的原则设定,如图2所示。X轴:以机器人初始(状态)位置的右侧方向作为实验室坐标系的X轴;y轴:设定y轴使其为右手系坐标系,即正前方为y轴正向。Z轴:以机器人初始(状态)位置的上方向作为实验室坐标系的Z轴;按D-H坐标建立的方法,各个关节的轴线与各关节坐标系的Z轴共线.(2)关节坐标系务关节坐标系的建立如图3所示。]、2、3shoulderL。4、5C>elbowLi6 C—>wrist图3关节坐标系Zi◄ (3)连杆参数连杆参数列表如表2所示。从而可以确定:,7=-010010010fGoo^000011°0001—S5 0 00 1 /,—C5 0 00 0 1S?000-1000001-S40o-0-10C400001_$6000---120-16020900-80-3030-90lo-180〜18040900-150-3050-9011・180〜18060900-90-90连杆之间的齐次变换矩阵为:[(((cos(t1)*cos(t2)*cos(t3)+sin(t1)*sin(t3))*cos(t4)+cos(t1)*sin(t2)*sin(t4))*cos(t5)-(-cos(t1)*cos(t2)*sin(t3)+sin(tl)*cos(t3))*sin(t5))*cos(t6)-(-(cos(tl)*cos(t2)*cos(t3)+sin(tl)*sin(t3))*sin(t4)+cos(tl)*sin(t2)*cos(t4))*sin(t6),-(((cos(t1)*cos(t2)*cos(t3)+sin(t1)*sin(t3))*cos(t4)+cos(t1)*sin(t2)*sin(t4))*cos(t5)-(-cos(t1)*cos(t2)*sin(t3)+sin(tl)*cos(t3))*sin(t5))*sin(t6)-(-(cos(tl)*cos(t2)*cos(t3)+sm(tl)*sin(t3))*sin(t4)4-cos(t1)*sin(t2)*cos(t4))*cos(t6),-((cos(tl)*cos(t2)*cos(t3)+sin(t1)*sin(t3))*cos(t4)+cos(t1)*sin(t2)*sin(t4))*sin(t5)-(-cos(tl)*cos(t2)*sin(t3)+sin(tl)*cos(t3))*c