基于MATLAB Robotics Toolbox的UR5机器人轨迹规划与仿真

作者:王君;陈迪;陈红杰;任军;游颖;魏琼;汪泉; 刊名:机床与液压 上传者:周煜皓

【摘要】为了解UR5机器人实时轨迹变化情况,根据Denavit-Hartenberg参数法在MATLAB Robotics Toolbox中利用Link函数建立了UR机器人的三维数学模型,对UR5机器人进行了正、逆运动学求解与理论分析,推导出各个关节角之间的变化关系;利用三次多项式插值法对任意PTP (点到点)之间的空间轨迹规划进行理论分析,并结合MATLAB Robotics工具箱对UR5机器人数学模型进行了空间轨迹规划和仿真,得到了连续变化的轨迹曲线。仿真结果验证了机器人运动学模型的正确性和合理性,为UR系列机器人的进一步研究和应用提供了理论依据。

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2018 年 12 月第 46 卷 第 23 期 机床与液压 MACHINE TOOL & HYDRAULICS Dec. 2018 Vol. 46 No. 23 DOI: 10.3969/j. issn. 1001-3881. 2018. 23. 003 收稿日期: 2017-08-31 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金资助项目 ( 51405140) ; 湖北省自然科学基金重点项目 ( 2015CFA112) ; 湖北省教育厅优秀中青年科技创新团队计划项目 ( T201505) 作者简介: 王君 ( 1977—) ,男,教授,研究方向为机构学及机器人技术。E-mail: junwang@ mail. hbut. edu. cn。 基于 MATLAB Robotics Toolbox 的 UR5 机器人轨迹规划与仿真 王君,陈迪,陈红杰,任军,游颖,魏琼,汪泉 ( 湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉 430068) 摘要: 为了解 UR5 机器人实时轨迹变化情况,根据 Denavit-Hartenberg 参数法在 MATLAB Robotics Toolbox 中利用 Link 函数建立了 UR 机器人的三维数学模型,对 UR5 机器人进行了正、逆运动学求解与理论分析,推导出各个关节角之间的变化关系; 利用三次多项式插值法对任意 PTP ( 点到点) 之间的空间轨迹规划进行理论分析,并结合 MATLAB Robotics 工具箱对 UR5 机器人数学模型进行了空间轨迹规划和仿真,得到了连续变化的轨迹曲线。仿真结果验证了机器人运动学模型的正确性和合理性,为 UR 系列机器人的进一步研究和应用提供了理论依据。关键词: UR5 机器人; 轨迹规划; MATLAB 仿真; 三次多项式插值中图分类号: TH113. 2+2 文献标志码: A 文章编号: 1001-3881 ( 2018) 23-011-5 Trajectory Planning and Simulation of UR5 Manipulator Based on MATLAB Robotics Toolbox WANG Jun,CHEN Di,CHEN Hongjie,REN Jun,YOU Ying,WEI Qiong,WANG Quan ( School of Mechanical Engineering,Hubei University of Technology,Wuhan Hubei 430068,China) Abstract: In order to understand the UR5 robot real-time trajectory changes,according to the Denavit-Hartenberg parameter method,by using the Link function in MATLAB Robotics Toolbox,a three-dimensional mathematical model of UR robot was built. The positive and inverse kinematics of UR5 robot was analyzed. The relation between the angles of each joint was deduced. Three-polynomial interpolation method was used to analyze the theoret

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