燕山大学智能车机械臂设计
毕业设计(论文)-自动洗车机移动机械操作臂设计
1 绪论随着经济的快速发展，家用轿车已经越来越多地为家庭所拥有，据统计，2007年底，我国私人汽车拥有量已超过1500万辆，与此同时，与汽车相关的需求也在激增，比如洗车设备。
轿车每次用都会在表面积一层灰尘，不仅影响美观，还会对车漆造成伤害，因此对轿车表面的清洁工作很重要。
通常，较少进行日常简单清洁的轿车每周要洗一到两次，每次洗车的费用在15元左右（不含上光打蜡）。
轿车日常的简单清洁大多由车主人工完成，费时费力，因此有必要设计一种能够代替人进行轿车的日常清洁工作的服务型机器人操作臂。
现在通常使用的洗车设备和方法主要包括以下几种：1．高压水枪洗车:高压水枪洗车是先用高压水枪喷洒水雾润湿车身，再用高压射流清洗车身然后用清洗液清洗，最后用高压射流清洗干净，用麂皮将水吸干。
高压水枪清洗速度快、效果好；但高压水枪压力大，容易对车漆造成损害:高压水柱的喷淋会改变空调冷凝器散热的方向，导致空调制冷失灵；会直接导致车灯胶条密封不良，影响车灯的正常工作，产生危险；会使密封不是很严的汽车侧门玻璃进水，锈蚀金属件，造成电线短路；劣质洗涤灵会降低车漆的亮度；洗后用毛巾多次擦拭会使车身增加划痕。
2．蒸汽洗车：蒸汽洗车是将水加热成蒸汽后，用蒸汽来消洗汽车。
其具有节水、节能的特点。
但由于设备质量问题，存在安全性不高，极易产生污水造成污染，洗车效果和效率差的缺点。
3．无水洗车：无水洗车是先用掸子掸去车身表面浮土，再用无水洗车液进行汽车清洗的一种新型环保洗车方式。
它具有节约水资源，绿色环保等优点，受到政府的扶持，但是，对于较脏车辆以及汽车底盘等部位，无水洗车不能满足要求，因此它并不能完全替代有水洗车。
4．无刷毛自动洗车机：采用高速水刀喷出的高压力水雾从上往下清洗汽车，灰尘冲掉后，自动泡沫喷头喷淋，然后用高压清水进行清洗。
它有清洗速度快，效果好，不损伤车漆的优点，但存在水耗大，设备投资和运行费用高昂的缺点。
5．全自动电脑洗车机：电脑洗车机是利用电脑控制毛刷和高压水枪来清洗汽车的一种设备。
机械臂课程设计
机械臂课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械臂的基本结构、原理及功能，了解其在工业生产中的应用；2. 使学生了解机械臂的运动学及动力学基础知识，能够分析机械臂的运动特性；3. 帮助学生了解机械臂的控制原理，掌握基本的编程方法。
技能目标：1. 培养学生运用机械臂进行简单任务操作的能力，提高动手实践能力；2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，提高创新意识和团队协作能力；3. 提高学生对机械臂编程与控制技能的掌握，具备一定的实际操作经验。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械臂技术及自动化领域的兴趣，培养探索精神和科学态度；2. 培养学生关注社会发展，认识到机械臂在现实生活中的应用价值；3. 引导学生树立正确的价值观，认识到科技发展对社会进步的重要作用。
课程性质分析：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，培养学生对机械臂的全面认识。
学生特点分析：学生具备一定的物理知识和数学基础，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：1. 注重理论知识与实践操作的相结合，提高学生的综合能力；2. 创设情境，引导学生主动探索，激发学习兴趣；3. 关注学生个体差异，因材施教，提高教学质量。
二、教学内容1. 机械臂的基本结构：介绍机械臂的组成部分，如基座、关节、连杆、末端执行器等，结合教材相关章节，分析各部分功能及相互关系。
2. 机械臂的运动学原理：讲解机械臂的运动学基础知识，包括正运动学、逆运动学以及运动轨迹规划，结合教材实例进行分析。
3. 机械臂的动力学原理：介绍机械臂的动力学基础知识，如牛顿-欧拉方程、拉格朗日方程等，分析机械臂在不同工况下的动力学特性。
4. 机械臂的控制原理：讲解机械臂的控制方法，包括开环控制、闭环控制以及PID控制等，结合教材相关章节，分析各控制方法的优缺点。
5. 机械臂编程与操作：学习机械臂的编程语言及编程方法，如示教编程、离线编程等，组织学生进行实际操作，提高动手能力。
燕山大学机械设计课程设计
燕山大学机械设计课程设计(总28页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--燕山大学机械设计课程设计说明书题目：二级展开式圆柱齿轮减速器学院（系）：机械工程学院年级专业：班学号：学生姓名：指导教师：***教师职称：22目录设计任务书 (3)传动方案的拟订及说明 (3)电动机的选择 (4)计算传动装置的运动和动力参数 (5)传动件的设计计算 (6)轴的设计计算 (15)滚动轴承的选择及计算（输出轴） (23)键联接的选择及校核计算 (24)联轴器的选择 (25)减速器附件的选择 (25)润滑与密封 (25)设计小结 (25)参考文献 (26)33一、设计题目：带式运输机的传动装置1 、带式运输机的工作原理（二级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图）2、工作情况：已知条件1)工作条件：二班制，连续单向运转，载荷微振，室外工作；2)使用年限；4年；3)动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V；4)运输带速度容许误差：±5%；5)制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
3、原始数据44注：运输带与卷筒之间卷筒轴承的摩擦影响已经在F中考虑。
556677'17.70217.641001000.3517.702i i i i --=⨯=⨯=<5 在允许误差范围内。
）各轴转速（轴号见图一）1121940min9404.90154.35m n n n n i n ====1.37d P P =88991010满足弯曲强度，所选参数合适。
五、轴的设计计算 输出轴设计1、求输出轴上的功率3P 、转速3n 和转矩3T3 1.24P kw = 353.8/min n r = 33220.110T N mm =⨯• 2、求作用在齿轮上的力已知圆柱斜齿轮的分度圆半径2235.34d mm =33222201001870.5235.34tan tan 201870704.5cos cos14506tan 1870.5tan14506495.3t n r t a t T F Nd F F N F F N αββ⨯===︒==⨯='''︒'''==⨯︒=3、初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。
燕山大学机器人讨论课报告
机器人技术讨论课汇报机械臂的加工方法，指标及成本小组成员：指导老师：李艳文完成时间：2015年10月8日前言 (4)一、机械加工方法 (4)1.1平面加工 (4)1.2外圆表面 (4)1.3内圆表面加工 (5)1.4螺纹加工 (5)二、换刀机械手 (6)2.1工艺分析 (6)三、叉臂 (7)3.1 叉臂的加工工艺 (7)四、总结 (8)前言工业机器人是高科技、高精度产品，其控制系统和传感系统要求准确度高，因此，对机加工工艺水平和检测水平提出了更高的要求。
在工业自动化高速发展的今天,工业机械臂越来越多的代替人工,出现在生产线上。
对于不同的工作要求,机器人的手臂会被要求有不同的工作精度。
若要生产工业机械臂,同时考虑制造成本,这就不得不考虑其精度设计问题。
一、机械加工方法1.1平面加工1. 刨削：定义：最常用的方法。
是用刨刀对工件作相对直线往复运动的切削加工方法。
可在牛头刨床及龙门刨床进行。
属于半精加工。
用于单件小批量生产。
刨床工艺范围：刨削平面（水平面、垂直面、斜面等）和沟槽（直槽、T形槽、V形槽，燕尾槽等）2. 铣削：定义：由铣刀旋转做主运动，由工件作进给运动的切削加工方法。
铣削加工做回转运动。
铣削范围：水平面、垂直面、斜面、燕尾槽、键槽等。
升降台卧式铣床、立式铣床、龙门铣床。
加工特点：产率高。
散热好。
范围广。
半精加工、成本高。
3. 磨削：定义：在平面磨床上进行。
一般作为铣削和刨削后的精加工工序。
是中小型工件的高精度平面及淬火钢件平面加工常用的加工方法。
方式：周边磨削，用砂轮周边进行磨削。
端面磨削，用砂轮端面进行磨削，适于轴承端面加工及中小型零件的平面加工，成批生产。
加工精度稍低。
1.2外圆表面车外圆表面：1.粗车目的：迅速切除毛坯的硬皮和大部分加工余量，消除毛坯制造的形状及位置误差，为后续加工做好准备。
Ra=50-12.5um.2.半精车目的：为零件的精加工做准备，也可以作为要求不高的外圆表面的最终加工工序。
(机械制造行业)燕山大学PLC课设机械手臂搬运加工流程控制
专业综合应用与工程能力实践训练课程设计说明书机械手臂搬运加工流程控制系统设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：马永奎指导教师：董海兵职称讲师专业：自动化班级：自本1003 班完成时间：2013年12月19日摘要PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它使用可编程序的存储器来存储指令，实现逻辑运算、顺序运算、计数、计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。
，PLC可以灵活而方便地应用于生产实践，在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术。
组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。
具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。
在这次为期一周的课设中，我利用三菱FX1S系列单片机设计了四层电梯自动控制程序并且进行了仿真实验，利用组态王软件设计了机械手臂搬运加工流程控制的控制人机界面，配合组态王的编程语言实现了组态王的仿真运行。
同时接触并学习了变频器的一些知识。
关键字：PLC；组态王；机械手臂AbstractPLC is an electronic device designed for applications in the industrial design environment for digital operation. It uses programmable memory to store instructions, realize the function of logical, sequential operation, counting,counting and arithmetic operations, is used to control all kinds of machinery or production process. , PLC can be flexibly and conveniently applied toproduction practice, in the modern industrial automation control is an advanced control technology is the most worthy of attention.Developing monitoring system software, is a new automatic control system of industrial, integrated system with standard industrial computer soft, hardwareplatform to replace the traditional closed systems. Has strong adaptability,good openness, easy to expand, economy, short development cycle.elevator automatic control program and the simulation experiments,the mechanical arm handling process control man-machine interface designby using the configuration software Kingview, with programming language to realize the simulation running kingview. At the same time contact and learn some knowledge of frequency converter.Keywords: PLC; Kingview; mechanical arm目录1 PLC相关知识 (3)1.1基本结构 (3)1.2工作原理 (4)1.3 功能特点 (5)1.4 应用领域 (5)2 四层电梯的设计 (7)2.1 四层电梯控制要求 (7)2.2 自动电梯相关知识 (8)2.3 输入输出分配表 (8)2.4 程序流程及功能实现 (9)2.5 总梯形图 (12)3 机械手臂搬运加工流程控制 (17)3.1 组态王简介 (17)3.2组态王实现步骤 (17)3.3 控制要求 (18)3.4 机械手臂搬运加工流程控制的实现 (19)3、5 组态王仿真结果 (20)3.6 画面命令语言 (24)4 变频器相关知识 (30)4.1 变频器的定义 (30)4.2 变频器的工作原理 (30)4.3 变频器的控制方式 (31)4.4 工作范围 (33)总结 (34)参考文献 (35)1 PLC相关知识可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
燕山大学机器人机械臂设计及制作
轨迹规划
关节1：速度 位移 加速度曲线
θ
位移时间曲线 2
速度时间曲线 0.5
v
1.5 0
1 -0.5
0.5
0
-1
0
2
4
6
0
2
4
6
t/s
t/s
加速度时间曲线
1
0.5
0
-0.5
-1
0
2
4
6
t/s
a
轨迹规划
关节2：速度 位移 加速度曲线
最终方案
工作空间
心得体会
谢谢大家！
机械臂方案A
机械臂方案B
机械臂方案C
机械臂尺寸的设计
机座太高则整个机械手稳定性将降低 机座太低则手臂长度便会相应增长，影
响其强度 综合考虑选机座高度为70mm
机械臂尺寸的设计
为保证机械手能抓到工件，选定260mm<L2+L3<340mm 为保证机械手能完成涂胶工作，选定200mm<L2+L3<300mm 综合考虑，取连杆2为200mm，取连杆3为160mm。 横向距离：160+200=360>350mm； 垂直距离：200+160+70=430>400mm 即所设计的尺寸符合任务要求。
燕山大学机器人机械 臂设计及制作
项目要求 机械臂方案的设计 机械手爪方案的设计 机械臂尺寸的设计 具体尺寸的设计与计算 运动正反解及轨迹规划 工作空间
项目要求
启动光电开关
涂胶工位完成涂胶
实现对指定工件 的抓取和装配等
一系列动作
成功循迹 到达装配工位
成功壁障穿越迷宫
机械臂方案的设计
双轮自平衡小车机器人系统设计与制作
燕山大学课程设计说明书题目：双轮自平衡小车机器人系统设计与制作学院（系）：机械工程学院年级专业：12级机械电子工程组号：3学生：指导教师：史艳国建涛艳文史小华庆玲唐艳华富娟晓飞正操胡浩波日期：2015.11燕山大学课程设计（论文）任务书摘要两轮自平衡小车是一种非线性、多变量、强耦合、参数不确定的复杂系统，他体积小、结构简单、运动灵活，适合在狭小空间工作，是检验各种控制方法的一个理想装置，受到广大研究人员的重视，成为具有挑战性的课题之一。
两轮自平衡小车系统是一种两轮左右并行布置的系统。
像传统的倒立一样，其工作原理是依靠倾角传感器所检测的位姿和状态变化率结合控制算法来维持自身平衡。
本设计通过对倒立摆进行动力学建模，类比得到小车平衡的条件。
从加速度计和陀螺仪传感器得出的角度。
运用卡尔曼滤波优化，补偿陀螺仪的漂移误差和加速度计的动态误差，得到更优的倾角近似值。
通过光电编码器分别得到车子的线速度和转向角速度，对速度进行PI控制。
根据PID控制调节参数，实现两轮直立行走。
通过调节左右两轮的差速实现小车的转向。
制作完成后，小车实现了在无线蓝牙通讯下前进、后退、和左右转向的基本动作。
此外小车能在正常条件下达到自主平衡状态。
并且在适量干扰下，小车能够自主调整并迅速恢复稳定状态。
关键词：自平衡陀螺仪控制调试前言移动机器人是机器人学的一个重要分支，对于移动机器人的研究，包括轮式、腿式、履带式以及水下式机器人等，可以追溯到20世纪60年代。
移动机器人得到快速发展有两方面原因：一是其应用围越来越广泛；二是相关领域如计算、传感、控制及执行等技术的快速发展。
移动机器人尚有不少技术问题有待解决，因此近几年对移动机器人的研究相当活跃。
近年来，随着移动机器人研究不断深入、应用领域更加广泛，所面临的环境和任务也越来越复杂。
机器人经常会遇到一些比较狭窄，而且有很多大转角的工作场合，如何在这样比较复杂的环境中灵活快捷的执行任务，成为人们颇为关心的一个问题。
《机械原理课程设计》机械手臂
机械手臂摘要：随着生产力的发展和人们对生产质量要求的提高，对机械手臂的要求也在随之提高，生产线上的任务也就随之加重。
为了减轻工作人员的工作强度，提高生产的效率，并且保证制作的精度，对于机械手进行合理的设计。
它可以根据使用场景，来选择不同形式的机械手臂来进行使用，从而达到更加便捷的使用。
在设计的过程中，对其结构和运动原理进行了分析，对传动部件和驱动方式进行了设计，从而使其广泛的应用于各种场景。
关键词：机械手臂；结构；运动原理；传动部件；传动方式0引言自改革开放以来，我国的机械行业飞速发展，与此同时，机械手臂的出现，使得人们在大规模劳动生产中变得更加的便捷，成为了如今在生产线上不可或缺的一种设备。
机械手臂他提高了生产自动化的效率，降低了大量的劳动成本和原料等各种成本，避免了人工劳动导致的危险性，降低了危险系数，通过使用机械手臂，也使得在生产效率上得到了很大的提升，在产品合格率上也取到了很大的进步。
机械手臂的组成是一个不太复杂的结构，在对机械手臂的不断研究下，了解了机械手臂的结构组成和运动原理，现在要不断加强其智能型，稳定性，准确性以及适应性，从而满足不断提高的现代化生产的需求。
根据调查显示，机械臂在生活中的应用非常广泛。
在物流中，机械手臂主要用来货物的搬运和装载，完成货物的分门别类；在医疗领域中，机械手臂可以用来完成帮助医生去完成手术和患者监测，提高医生完成微创手术的成功率和安全性；在制作业中，机械手臂在各种流水线和生产线中发挥着很大的作用，它可以对物品进行各种加工和处理，利用机械手臂，可以提高生产的效率和产品的合格率，减少了人工成本，提高了产品的精度。
不只是这样，机械手臂在其他行业和领域中也发挥着不同寻常的作用，而随着科技的不断进步，机械手臂也会得到提升，从而机械手臂在各行业的前景将会变得越来越广阔,应用也会变得越来越普遍。
所以在本文中，重点研究了机械手臂的结构和运动原理，在对机械手臂的升级与应用提供了很大的帮助。
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方案设计二 3.1 机械臂尺寸的确定 尺寸的设计主要考虑涂胶工位是否能实现。同时在考虑涂胶工位时， 考虑机械手最难到达的位置就是设计时重点考虑的位置。 当涂胶板水平放置时，对机械臂要求最高。此时有参数如下： 小车的高度75mm； 假设小车在涂胶时，小车机械臂1涂胶板边界为190mm； 涂胶板高280mm； 涂胶板宽度170mm； 涂胶用的球刷直径90mm； 涂胶偏移中心最大距离设为60mm； 涂胶用的球刷压入板3mm； 根据以上尺寸考虑到如果机座太高则整个机械手稳定性将降低，而机座太 低则机械臂2长度便会相应增长，影响工作空间，因此选给出杆1的尺寸为 90mm；杆2的尺寸为240mm，杆3的尺寸为160mm。如图2
结果
x11 =.293278e-14 180.000 180.000 .293283e-14 x22 = -150.002 -106.522 -29.9983 -73.4773 x33 =59.9996 59.9996 120.000 120.000 x11=0，x22=-150.002，x33 =59.9996 即，θ 10，θ 2=-150，θ 3=60 满足所需设计
x1=(0/180)*pi x2=(-150/180)*pi x3=(60/180)*pi x4=(-90/180)*pi T10=[cos(x1) -sin(x1) 0 a0;sin(x1)*cos(y0) cos(x1)*cos(y0) -sin(y0) d1*sin(y0);sin(x1)*sin(y0) cos(x1)*sin(y0) cos(y0) d1*cos(y0);0 0 0 1] T21=[cos(x2) -sin(x2) 0 a1;sin(x2)*cos(y1) cos(x2)*cos(y1) -sin(y1) d2*sin(y1);sin(x2)*sin(y1) cos(x2)*sin(y1) cos(y1) d2*cos(y1);0 0 0 1] T32=[cos(x3) -sin(x3) 0 a2;sin(x3)*cos(y2) cos(x3)*cos(y2) -sin(y2) d3*sin(y2);sin(x3)*sin(y2) cos(x3)*sin(y2) cos(y2) d3*cos(y2);0 0 0 1] T43=[cos(x4) -sin(x4) 0 a3;sin(x4)*cos(y3) cos(x4)*cos(y3) -sin(y3) d4*sin(y3);sin(x4)*sin(y3) cos(x4)*sin(y3) cos(y3) d4*cos(y3);0 0 0 1] T40=T10*T21*T32*T43 T40 = -0.0000 -0.0000 1.0000 -47.8461 1.0000 -0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000 210.0000 0 0 0 1.0000 所得结果和用solidworks仿真一致。
T10=[cos(x1) -sin(x1) 0 a0;sin(x1)*cos(y0) cos(x1)*cos(y0) -sin(y0) d1*sin(y0);sin(x1)*sin(y0) cos(x1)*sin(y0) cos(y0) d1*cos(y0);0 0 0 1] T21=[cos(x2) -sin(x2) 0 a1;sin(x2)*cos(y1) cos(x2)*cos(y1) -sin(y1) d2*sin(y1);sin(x2)*sin(y1) cos(x2)*sin(y1) cos(y1) d2*cos(y1);0 0 0 1] T32=[cos(x3) -sin(x3) 0 a2;sin(x3)*cos(y2) cos(x3)*cos(y2) -sin(y2) d3*sin(y2);sin(x3)*sin(y2) cos(x3)*sin(y2) cos(y2) d3*cos(y2);0 0 0 1] T43=[cos(x4) -sin(x4) 0 a3;sin(x4)*cos(y3) cos(x4)*cos(y3) -sin(y3) d4*sin(y3);sin(x4)*sin(y3) cos(x4)*sin(y3) cos(y3) d4*cos(y3);0 0 0 1] T40=T10*T21*T32*T43 f1=a-T40(1,4) f2=b-T40(2,4) f3=c-T40(3,4) [x1,x2,x3]=solve(f1,f2,f3,x1,x2,x3) %转化为角度值 x11=vpa(x1*180/pi,6) x22=vpa(x2*180/pi,6) x33=vpa(x3*180/pi,6)
T10=[cos(x1) -sin(x1) 0 a0;sin(x1)*cos(y0) cos(x1)*cos(y0) -sin(y0) d1*sin(y0);sin(x1)*sin(y0) cos(x1)*sin(y0) cos(y0) d1*cos(y0);0 0 0 1] T21=[cos(x2) -sin(x2) 0 a1;sin(x2)*cos(y1) cos(x2)*cos(y1) -sin(y1) d2*sin(y1);sin(x2)*sin(y1) cos(x2)*sin(y1) cos(y1) d2*cos(y1);0 0 0 1] T32=[cos(x3) -sin(x3) 0 a2;sin(x3)*cos(y2) cos(x3)*cos(y2) -sin(y2) d3*sin(y2);sin(x3)*sin(y2) cos(x3)*sin(y2) cos(y2) d3*cos(y2);0 0 0 1] T43=[cos(x4) -sin(x4) 0 a3;sin(x4)*cos(y3) cos(x4)*cos(y3) -sin(y3) d4*sin(y3);sin(x4)*sin(y3) cos(x4)*sin(y3) cos(y3) d4*cos(y3);0 0 0 1] T40=T10*T21*T32*T43 f1=a-T40(1,4) f2=b-T40(2,4) f3=c-T40(3,4) [x1,x2,x3]=solve(f1,f2,f3,x1,x2,x3) %转化为角度值 x11=vpa(x1*180/pi,6) x22=vpa(x2*180/pi,6) x33=vpa(x3*180/pi,6)
任意位姿——涂胶板竖直情 形
当机械臂在最高位时，如图5
图5 涂胶板竖直最高位
可用求反解的方式验证，程序如下： syms a0 a1 a2 a3 y1 y2 y3 y4 y5 d1 d2 d3 d4 x1 x2 x3 x4 a b c a0=0 a1=0 a2=240 a3=0 y0=(0/180)*pi y1=(-90/180)*pi y2=(0/180)*pi y3=(-90/180)*pi d1=90 d2=0 d3=0 d4=160 x4=(-90/180)*pi a=290.95 b=0 c=256.2
初始位置
连杆参数表
连杆参 数i
1 2
ai- αi-1(°) di 关节变 （mm） 量 1(mm)
0 0 0 -90 90 0 θ1 θ2
初值 ( °)
0 -150
3
4
240
0
0
-90
0
160
θ3
-90 -90
运动学正解
由几何关系算得连杆转角θ 1=0，θ 2=-150，θ 3=60，解得 ,带入验证x y z 的坐标,其中 矩阵最后一列表示小球在原点坐标系中的位置。 syms a0 a1 a2 a3 y0 y1 y2 y3 d1 d2 d3 d4 x1 x2 x3 x4 %yi表示扭角，xi表示关 节角 a0=0 a1=0 a2=240 a3=0 y0=(0/180)*pi y1=(-90/180)*pi y2=(0/180)*pi y3=(-90/180)*pi d1=90 d2=0 d3=0 d4=160
图2 机构 简图
工作空间
在solidworks中建立了机构简 图后，直接描绘出工作空间， 如图3. 工作空间是以机械臂1末端为 圆心，机械臂2和机械臂3差值 为半径的小圆，和机械臂2和 机械臂3的和为大圆所围成的 圆环，再围绕机械臂1回转形 成的空心球环。 下面验算其他任意位姿位能否 实现。
图3 工作空间
运动学反解
代入坐标x=--47.8461，y=0， z=210.0000。根据等式左右两端对应相等。解出关 节旋转角度。选择最优解。 syms a0 a1 a2 a3 y1 y2 y3 y4 y5 d1 d2 d3 d4 x1 x2 x3 x4 a b c a0=0 a1=0 a2=240 a3=0 y0=(0/180)*pi y1=(-90/180)*pi y2=(0/180)*pi y3=(-90/180)*pi d1=90 d2=0 d3=0 d4=160 x4=(-90/180)*pi a=-47.85 b=0 c=210
运行结果：
x11 = .747614e-16 180.000 .754763e-16 180.000 x22 = -55.9660 -176.495 -3.50530 -124.034 x33 = -22.2455 -22.2455 -157.755 -157.755
求得的解有多个，在实际时通过设计取最优解。 当机械臂在最高位时，如图6
智能车及多功能机器人系统的设计与制作 --启动开关、涂胶及采摘机臂的设计及控 制模型建立
姓 名： 课程名称：机器人技术基础 指导教师：
1 任务分析 要求在已设计的智能小车上加装机械臂，如图1完成： 按动开关，启动生产线； 从地面的指定位置捡起直径为70-120mm的球； 到涂胶工位完成涂胶； 找到迷宫入口，进入迷宫——实现穿越迷宫 寻迹——到采摘工位车体或机械臂旋转——手爪张开——实现对指定物体 采摘
T10=[cos(x1) -sin(x1) 0 a0;sin(x1)*cos(y0) cos(x1)*cos(y0) -sin(y0) d1*sin(y0);sin(x1)*sin(y0) cos(x1)*sin(y0) cos(y0) d1*cos(y0);0 0 0 1] T21=[cos(x2) -sin(x2) 0 a1;sin(x2)*cos(y1) cos(x2)*cos(y1) -sin(y1) d2*sin(y1);sin(x2)*sin(y1) cos(x2)*sin(y1) cos(y1) d2*cos(y1);0 0 0 1] T32=[cos(x3) -sin(x3) 0 a2;sin(x3)*cos(y2) cos(x3)*cos(y2) -sin(y2) d3*sin(y2);sin(x3)*sin(y2) cos(x3)*sin(y2) cos(y2) d3*cos(y2);0 0 0 1] T43=[cos(x4) -sin(x4) 0 a3;sin(x4)*cos(y3) cos(x4)*cos(y3) -sin(y3) d4*sin(y3);sin(x4)*sin(y3) cos(x4)*sin(y3) cos(y3) d4*cos(y3);0 0 0 1] T40=T10*T21*T32*T43 f1=a-T40(1,4) f2=b-T40(2,4) f3=c-T40(3,4) [x1,x2,x3]=solve(f1,f2,f3,x1,x2,x3) %转化为角度值 x11=vpa(x1*180/pi,6) x22=vpa(x2*180/pi,6) x33=vpa(x3*180/pi,6)