哈工大PUMA机器人大作业.doc
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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