puma250机器人运动学分析.doc

焊接机器人运动分析 摘 要：针对puma250焊接机器人，分析了它的正运动学、逆运动学的问题。采用D-H坐标系对机器人puma250 建立6个关节的坐标系并获取 D-H 参数，并对其运动建立数学模型用MATLAB编程，同时仿真正运动学、逆运动学求解和轨迹规划利用pro-e对puma250建模三维模型。 关键词：puma250焊接机器人；正逆解；pro-e；Matlab；仿真 建立机器手三维图 Puma250机器人,具有6各自由度，即6个关节，其构成示意图如图 1。各连杆包括腰部、两个臀部、腕部和手抓。设腰部为1连杆，两个臀部分别为2、3连杆，腰部为4连杆，手抓为5、6连杆，基座不包含在连杆范围之内，但看作0连杆 ，其中关节2、3、4使机械手工作空间可达空间成为灵活空间。1关节连接1连杆与基座0,2关节连接2连杆与1连杆，3关节连接3连杆与2连按，4关节连接4连杆与3连杆，5关节连接5连杆与4连杆 。各连杆坐标系如图 2 所示。 图1 puma250 机器人D-H 参数表θi di ai ɑi 1 90° 0 0 0 2 0 0 0 -90° 3 0 4 8 0 4 -90° 0 8 -90° 5 -90° 0 0 -90° 6 0 2 0 -90° 利用MATLAB 编程求机械手仿真图。 L1=Link([pi/2 0 0 0 0],standard); L2=Link([0 0 0 -pi/2 0],standard); L3=Link([0 -4 8 0 0],standard); L4=Link([-pi/2 0 8 0 0],standard); L5=Link([-pi/2 0 0 -pi/2 0],standard); L6=Link([0 2 0 -pi/2 0],standard); bot=SerialLink([L1 L2 L3 L4 L5 L6],name,ROBOT); bot.plot([0 0 0 0 0 0]) t=[0:0.01:1]; q1=[0 0 0 0 0 0]; q2=[-pi/4 0 pi/4 0 -pi/4 0]; [q,qd,qdd]=jtraj(q1,q2,t); plot(bot,q)%机器人由q1状态旋转到q2状态 subplot(2,2,1);plot(t,q(:,2)); subplot(2,2,2);plot(t,qd(:,2)); subplot(2,2,3);plot(t,qdd(:,2)) %q1到q2状态位移、速度、加速度 求正逆向运动学。 1、所谓运动学正问题，就是对于机器人,给定杆件的几何参数和关节的位移,求解末端连杆坐标系相对于基坐标系的位姿。 为求解运动学方程式,用齐次变换矩阵i-1Ai来描述第i坐标系相对于(i-1)坐标系的位置和方位，第i坐标系相对于机座坐标系位姿的齐次变换矩阵0Ti,表示为：0Ti=0A11A2…i-1Ai T=bot.fkine(q2)%正向运动学方程（变换矩阵） T = 0.7071 -0.0000 -0.7071 5.1716 -0.7071 -0.0000 -0.7071 -10.8284 0 1.0000 -0.0000 -13.3137 0 0 0 1.0000 2、若末端连杆的位姿已经给定,即 n,o,a 和 p 为已知,则求关节变量 ?1 , ? 2 , , ?6 的值称为运动 反解