基于MATLAB 的七自由度机器人运动学及工作空间仿真

作者:徐小龙;高锦宏;王殿君;张立平 刊名:《新技术新工艺》 上传者:程鸣

【摘要】在充分调研国内外先进机器人构型设计的基础上,设计出一种基于UG三维建模的七自由度机器人。基于D-H 矩阵理论,建立了七自由度机器人的正运动学方程。基于MATLAB 软件,采用了随机抽样的数值方法。针对本体结构和运动方式特征,分析了七自由度机器人的工作空间,得到了其末端的工作空间点云图。仿真结果表明,用蒙特卡洛法分析七自由度机器人的工作空间变化平缓,无突兀现象,从而验证了结构设计的合理性,对其后期的结构及其控制系统的优化设计提供了依据。

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设计 计算 的七自由度机器人运动学及工作空间仿真 徐 小龙 ,高锦宏 ,王殿君 ,张立平 (1.北京化工大学 机 电工程学院 ,北京 100029;2.北 京石 油化工 学院 机械工程 学院,北京 102617) 摘 要 :在 充分调研 国 内外先进机 器人构 型设计的基础上 ,设计 出一种基 于 UG三 维建模 的七 自由度机 器人 。基于 I)_H 矩 阵理论 ,建立 了七 自由度机 器人 的正运 动学方程 。基 于 MATLAB软件 ,采 用 了随机抽样 的数值 方法。针对本体 结构和运动方 式特征 ,分析 了七 自由度机 器人 的工作 空 间,得到 了其末 端的 工作 空间 点云图。仿真结果表明,用蒙特卡洛法分析七 自由度机器人的工作空间变化平缓,无突兀现 象,从而验证 了 结构设 计的合理性 ,对 其后 期的结构及 其控 制 系统 的优化设 计提供 了依据 。 关键词 :机 器人 ;运动学;MATLAB;蒙特卡洛法 ;工作空间 中图分类 号 :TP 241.2 文献 标志码 :A Kinematic Analysis and Simulation of 7-DOF W elding Robot based on M ATLAB XU Xiaolong ,GAO Jinhong ,WANG Dianj un ,ZHANG Liping (1.Mechanical and Electrical Engineering,Bering University of Chemical Technology,Bering 100029,China; 2.Mechanical Engineering Academy,Beijing Institute of Petrochemical Technology,Beijing 102617,China) Abstract:On the basis of the full investigation of advanced welding robot configuration design,designed a 7-DOF weld— ing robot based on UG three—dimensional modeling.The forward equation of kinematics was built based on the I)IH matrix according to the body structure and motion features of 7-DOF welding robots. The workspace of manipulator was analyzed by num erical methods for random sampling. The cloud picture was completed based on M ATLAB. Simulation results showed that the experimental results indicated that by using numerical methods for random sampling the analysis of weld ro— bot workspace changed smoothly without im pact.which confirmed the reasonableness of structural design。and provided the bas

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