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哈工大PUMA机器人大作业.doc

发布:2025-03-23约9.52千字共18页下载文档
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2017年秋季学期研究生课程考核

(读书报告、研究报告)

考核科目

:机器人技术

学生所在院(系)

:机电学院

学生所在学科

:机械电子

学生姓名

:王

学号

:17S

学生类别

:学硕

考察结果

:

阅卷人

:

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PUMA机器人正逆运动学推导及运动空间解算

图1PUMA机器人模型

任务:

建立坐标系;

给出D-H参数表;

推导正、逆运动学;

编程得工作空间。

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建立坐标系

根据PUMA机器人运动自由度,在各关节处建立坐标系如图2所示。

图2PUMA机器人坐标系建立图

其中与原点交于一点,与原点交于一点。

D-H参数表

D-H参数表可根据坐标系设定而得出,见表1。

为绕轴,从到的角度;

为绕轴,从到的角度;

为沿轴,从与交点到的距离;

为沿轴,从与到的距离。

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杆件

变量(当前值)

变量范围

1

0

0

2

3

0

4

0

5

0

0

6

0

表1PUMA机器人杆件参数表

正运动学推导

由坐标系及各杆件参数可得到6个连杆变换矩阵。

根据各连杆变换矩阵相乘,可以得到PUMA机械手变换矩阵,其矩阵为关节变量的函数。

将上述变换矩阵逐个依次相乘可以得到。

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等式联立,对比等式左右两侧元素可得:

nx=sin(c6)*(cos(c4)*sin(c1)-cos(c2+c3)*cos(c1)*sin(c4))+cos(c6)*(cos(c5)*(sin(c1)*sin(c4)+cos(c2+c3)*cos(c1)*cos(c4))+sin(c2+c3)*cos(c1)*sin(c5));

ox=cos(c6)*(cos(c4)*sin(c1)-cos(c2+c3)*cos(c1)*sin(c4))-sin(c6)*(cos(c5)*(sin(c1)*sin(c4)+cos(c2+c3)*cos(c1)*cos(c4))+sin(c2+c3)*cos(c1)*sin(c5));

ax=sin(c5)*(sin(c1)*sin(c4)+cos(c2+c3)*cos(c1)*cos(c4))-sin(c2+c3)*cos(c1)*cos(c5);

px=d6*(sin(c5)*(sin(c1)*sin(c4)+cos(c2+c3)*cos(c1)*cos(c4))-sin(c2+c3)*cos(c1)*cos(c5))-d2*sin(c1)-d4*sin(c2+c3)*cos(c1)+a2*cos(c1)*cos(c2)+a3*cos(c1)*cos(c2)*cos(c3)-a3*cos(c1)*sin(c2)*sin(c3);

ny=-sin(c6)*(cos(c1)*cos(c4)+cos(c2+c3)*sin(c1)*sin(c4))-cos(c6)*(cos(c5)*(cos(c1)*sin(c4)-cos(c2+c3)*cos(c4)*sin(c1))-sin(c2+c3)*sin(c1)*sin(c5));

oy=sin(c6)*(cos(c5)*(cos(c1)*sin(c4)-cos(c2+c3)*cos(c4)*sin(c1))-sin(c2+c3)*sin(c1)*sin(c5))-cos(c6)*(cos(c1)*cos(c4)+cos(c2+c3)*sin(c1)*sin(c4));

ay=-sin(c5)*(cos(c1)*sin(c4)-cos(c2+c3)*cos(c4)*sin(c1))-sin(c2+c3)*cos(c5)*sin(c1);

py=d2*cos(c1)-d6

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