基于MATLAB软件的四足步行机器人的运动学仿真_李赫
基于matlab的ur10机器人运动学分析与仿真
基于MATLAB 的UR10机器人运动学分析与仿真Kinematics analysis and simulation of UR10 robot based on MATLAB马国庆，刘 丽，于正林，曹国华，陈李博MA Guo-qing, LIU Li, YU Zheng-lin, CAO Guo-hua, CHEN Li-bo（长春理工大学 机电学院，长春 130022）摘 要：对UR10智能协作机器人进行建模，求解出机器人D-H模型参数，并对机器人的正逆运动学进行分析，求解出正运动学中各连杆坐标系的转换关系以及逆运动学中各关节转角。
并用MATLAB 进行了运动学的仿真与方程计算，通过数据对比分析验证了其运动学模型与运动学正逆运算的正确性。
关键词：工业机器人；运动学；MATLAB；仿真中图分类号：N34 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2019)10-0087-04收稿日期：2018-09-06基金项目：吉林省科技发展计划资助项目（20160204016GX ，20180623031TC ）；吉林省省级产业创新专项资金资助 项目（2016C088；2017C045-2）；长春理工大学青年科学基金（XQNJJ-2016-04；XQNJJ-2017-11）；吉林 省教育厅十三五科学技术项目（JJKH20170626KJ ）作者简介：马国庆（1988 -），男，讲师，博士，研究方向为机器人技术。
0 引言随着现代工业向智能化与自动化发展，机器人逐渐融入社会各个领域，而机器人的运动学分析是机器人技术研究中的关键环节[1]。
本文以UR10为实验平台，对机器人各关节与各连杆进行分析并得到相关的模型参数，并将其应用于正逆运动学求解。
用MATLAB 进行运动学仿真，通过数据对比分析验证模型与运动学正逆运算的正确性。
为机器人轨迹规划研究提供必要的理论基础。
1 机器人模型的空间描述与变换关系要使机器人实现空间中某种运动，首先需要建立一个基坐标系，然后在此基坐标系下研究机器人的相关参数和位姿。
基于COSMOSMotion与MATLAB的机器人运动学仿真
随 着 工 业 技 术 的 不 断 发 展 ．越 来 越 多 的 工 业 机 器 人 被用 于完 成搬 运 、 涂 、 焊 、 工 等工 作 。然 而 ， 喷 弧 加 由 于 机 器 人 是 一 种 比 较 昂 贵 的设 备 。 因 此 对 机 器 人 的 运 动 仿真 显得 非 常重 要 ， 于验 证机 器 人 真实 工作 情况 、 对 工 作空 间及 路径 规 划等都 具 有重要 意 义 。 本 文 研 究 了 日本 安 川 Ｉ电 机 生 产 的 Ｍ０Ｔ ＯＭＡＮ— ＨＰ ０ ６型 机 器 人 的 正 向 运 动 学 和 逆 向 运 动 学 ， 别 ２ Ｄ一 分 对 机 器 人 进 行 点 到 点 轨 迹 规 划 和 连 续 路 径 运 动 轨 迹 规 划 ， ＣＯＳ 在 ＭＯＳ ｔ ｎ 中 进 行 运 动 学 仿 真 ， 据 仿 真 结 Ｍｏｉ ｏ 根
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机械制造 ４ 卷 第 ５４ ９ ６ 期
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机 器人 运 动 学 方 程是 研 究 机 器人 运 动 学 的基 础 ． 正 向 运 动 学 和 逆 向 运 动 学 都 是 通 过 机 器 人 运 动 学 方 程
MATLAB机器人仿真程序
MATLAB仿真程序1、摘要：简要介绍仿真程序的目的和应用领域。
2、简介2.1 背景：介绍仿真技术的背景和发展趋势。
2.2 目标：阐述本文档旨在实现的目标和预期成果。
2.3 使用范围：说明本文档适用的MATLAB版本和相关工具。
3、系统需求3.1 软件需求：列出在运行仿真程序时需要的MATLAB版本和相关工具。
3.2 硬件需求：描述在运行仿真程序时所需的最低硬件配置要求。
4、数据准备4.1 输入数据：说明仿真程序所需的输入数据，包括模型、环境参数、运动规划等。
4.2 数据处理：描述对输入数据进行预处理和转换的方法和算法。
5、仿真实现5.1 建模：介绍如何使用MATLAB建立模型。
5.2 运动规划：讲解如何使用运动规划算法的轨迹。
5.3 运动控制：详细说明如何控制的关节运动和末端执行器的运动。
6、结果分析6.1 数据保存：指示如何保存仿真过程和结果的数据。
6.2 数据可视化：说明如何使用MATLAB绘制仿真结果图表。
6.3 结果评估：解析实验结果，验证仿真程序的准确性和可行性。
7、总结和下一步工作简要总结此次仿真程序的实现和结果，提出改进的建议，并探讨下一步工作的方向。
附件：本文档涉及的附件包括：- 模型文件- 仿真环境场景文件- 运动规划算法实现代码- 仿真结果数据文件法律名词及注释：1、版权：著作权法规定的著作物享有的法律保护。
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4、法律依据：涉及到法律的相关内容，应根据当地法律依据进行操作。
机器人matlab仿真课程设计
机器人matlab仿真课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握机器人Matlab仿真基本原理和方法，能够运用Matlab进行简单的机器人系统仿真。
具体分解为以下三个目标：1.知识目标：学生需要了解机器人Matlab仿真的基本原理，掌握Matlab在机器人领域中的应用方法。
2.技能目标：学生能够熟练使用Matlab进行机器人系统的仿真，包括建立仿真模型、设置仿真参数、运行仿真实验等。
3.情感态度价值观目标：通过课程学习，培养学生对机器人技术的兴趣和热情，提高学生解决实际问题的能力，培养学生的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容教学内容主要包括以下几个部分：1.Matlab基础知识：介绍Matlab的基本功能和操作，包括数据处理、图形绘制、编程等。
2.机器人数学模型：介绍机器人的运动学、动力学模型，以及传感器和执行器的数学模型。
3.机器人仿真原理：讲解机器人仿真的一般方法和步骤，包括建立仿真模型、设置仿真参数、运行仿真实验等。
4.机器人控制系统仿真：介绍机器人控制系统的结构和原理，以及如何使用Matlab进行控制系统仿真。
5.机器人路径规划仿真：讲解机器人在复杂环境中的路径规划方法，以及如何使用Matlab进行路径规划仿真。
三、教学方法为了达到上述教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解和演示，使学生了解机器人Matlab仿真的基本原理和方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生掌握Matlab在机器人领域中的应用。
3.实验法：让学生亲自动手进行机器人仿真实验，巩固所学知识，提高实际操作能力。
4.小组讨论法：鼓励学生分组讨论，培养学生的团队合作意识和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《机器人Matlab仿真教程》。
2.参考书：相关领域的研究论文和书籍。
3.多媒体资料：教学PPT、视频教程等。
4.实验设备：计算机、Matlab软件、机器人仿真实验平台。
基于MATLAB的PUMA机器人运动仿真研究
基于MATLAB的PUMA机器人运动仿真研究
基于MATLAB的PUMA机器人运动仿真研究摘要:机器人运动学是机器人学的一个重要分支,是实现机器人运动控制的基础。
论文以D-H坐标系理论为基础对PUMA560机器人进行了参数设计,利用MATLAB机器人工具箱,对机器人的正运动学、逆运动学、轨迹规划进行了仿真。
Matlab仿真结果说明了所设计的参数的正确性,能够达到预定的目标。
关键词:机器人PUMA560 D-H坐标系运动学轨迹规划
机器人运动学的研究涉及大量的数学运算,计算工作相当繁锁。
因此,采用一些工具软件对其分析可大大提高工作效率,增加研究的灵活性和可操作性。
对机器人进行图形仿真,可以将机器人仿真的结果以图形的形式表示出来,从而直观地显示出机器人的运动情况,得到从数据曲线或数据本身难以分析出来的许多重要信息,还可以从图形上看到机器人在一定控制条件下的运动规律[1]。
论文首先设计了PUMA560机器人的各连杆参数,然后讨论了正、逆运动学算法,轨迹规划问题,最后在MATLAB环境下,运用Robotics Toolbox,编制简单的程序语句,快速完成了机器人得运动学仿真。
设机械手起始位置位于A点,qA=[000000],即表示机器人的各关节都处于零位置处。
机械手在B点和C点相对于基坐标系的位姿可用齐次变换矩阵TB和TC来表示。
图2所示为机械手臂在A点时的三维图形。
本科毕业论文---四足步行机器人腿的机构设计(论文)设计
毕业设计（论文）四足步行机器人腿的机构设计学生姓名：学号：所在系部：专业班级：指导教师：日期：摘要本文介绍了国内外四足步行机器人的发展状况和三维制图软件SolidWorks的应用，着重分析了设计思想并对行走方式进行了设计并在此软件基础上四足步行机器人腿进行了绘制，对已绘制的零部件进行了装配和三维展示。
展示了SolidWorks强大的三维制图和分析功能。
同时结合模仿四足动物形态展示出了本次设计。
对设计的四足行走机器人腿进行了详细的分析与总结得出了该机构的优缺点。
本文对四足机器人腿的单腿结构分析比较详细，并结合三维进行理性的理解。
关键词：SolidWorks；足步行机器人腿AbstractIn this paper, fouth inside and outside the two-legged walking robot and the development of three-dimensional mapping of the application of SolidWorks software, focused on an analysis of design concepts and approach to the design of walking and the basis of this software quadruped walking robot legs have been drawn on components have been drawn to the assembly and three-dimensional display. SolidWorks demonstrated a strong three-dimensional mapping and analysis functions. At the same time, combined with four-legged animal patterns to imitate the design show. The design of four-legged walking robot legs to carry out a detailed analysis and arrive at a summary of the advantages and disadvantages of the institution. In this paper, four single-legged robot more detailed structural analysis, combined with a rational understanding of three-dimensional.Keywords:SolidWorks; four-legged walking robot目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 步行机器人的概述 (1)1.2 步行机器人研发现状 (1)1.3 存在的问题 (5)2 四足机器人腿的研究 (6)2.1 腿的对比分析 (6)2.1.1 开环关节连杆机构 (6)2.1.2 闭环平面四杆机构 (9)2.2 腿的设计 (11)2.2.1 腿的机构分析 (12)2.2.2 支撑与摆动组合协调控制器 (18)2.3 单条腿尺寸优化 (21)2.3.1 数学建模 (21)2.3.2 运动特征的分析 (23)2.4 机器人腿足端的轨迹和运动分析 (24)2.4.1 机器人腿足端的轨迹分析 (24)2.4.2 机器人腿足端的运动分析 (27)3 机体设计 (30)3.1 机体设计 (30)3.1.1 机体外壳设计 (30)3.1.2 传动系统设计 (31)3.2 利用Solid Works进行腿及整个机构辅助设计 (35)4 结论 (36)4.1 论文完成的主要工作 (36)4.2 总结 (36)参考文献 (37)致谢 (39)1绪论1.1 步行机器人的概述机器人相关的研发和应用现如今早已变成每个国家的重要科研项目之一，通过运用机器人来代替人们的某些危险工作或者帮助残疾人完成自己所不能完成的事情。
毕业论文（设计）基于matlab仿象鼻机器人造型及运动仿真
毕业设计任务书1．设计的主要任务及目标运用大学四年所学理论知识，并查阅相关资料和文献，分析研究按仿生学原理研发的仿象鼻机械手臂，熟悉掌握MATLAB编程工具，对仿象鼻机器人造型及运动仿真。
通过毕业设计的过程，了解问题分析和解决的研究过程、步骤和方法，进而培养和提高自己知识和技能综合运用能力，加强创新意识。
2．设计的基本要求和内容基本要求：设计应在指导教师指导下独立完成；按格式要求写作；同时做到结构合理,理论论据充分；并进行深入分析，见解独到。
内容：机器人技术是一门多学科融合的复杂问题，运用仿真计算，可以加快研究时间和节省成本。
本毕业设计是基于Matlab仿真环境，利用仿真工具包进行二次开发，对机器人进行运动学仿真。
3．主要参考文献[1]陈恳.机器人技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2006[2]薛定宇,陈阳泉.基于MATLAB/Sixnulink的系统仿真技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2002[3]蔡自兴.机器人学[M].北京:机械工业出版社,2009[4]孙树栋.工业机器人技术基础[M].西安:西北工业大学出版社，2006基于MATLAB仿象鼻机器人造型及运动仿真摘要:按照一定的要求对仿象鼻机器人进行参数设计，讨论了该机器人的运动学问题，然后在matlab环境下，对该机器人的正运动学、逆运动学、轨迹规划进行仿真。
通过仿真，观察到了机器人各个关节的运动，并得到了所需的数据，说明了所设计的参数是正确的，从而能够达到预定的目标。
利用MATLAB语言强大的数值计算能力实现仿象鼻机器人机构的运动仿真,为仿象鼻机器人机构的设计及分析提供一条便捷的途径。
关键词：MATLAB，仿象鼻机器人，运动学仿真，轨迹规划Trunk robot modeling and motion simulationbased on MATLABAbstracts:According to certain requirements to parameter design of bionic trunk robot, the kinematics of the robot is discussed, and then in the matlab environment, forward kinematics and inverse kinematics of the robot, the trajectory planning. Observed by simulation robot movement of each joint, and the required data is obtained, which shows the designed parameters are correct, so that they can reach a predetermined target. Imitation by using MATLAB powerful numerical calculation ability, trunk robot mecha nism movement simulation, for imitation trunk for the design and analysis of robot mechanism provides a convenient way.Key words:MATLAB ,trunk robot ,motion simulation ,Trajectory planning目录1前言 (1)1.1课题介绍 (1)1.2课题目的、方案和意义 (4)2仿象鼻机器人的造型及坐标系建立 (6)2.1仿象鼻机器人的造型 (6)2.2各关节坐标系的建立和D-H变换 (7)3机器人运动学仿真算法 (9)3.1机器人正向运动学问题 (9)3.2机器人逆向运动学问题 (12)4轨迹规划 (13)5MATLAB运动仿真 (14)5.1Robotics Toolbox建模 (14)5.2仿象鼻机器人动作姿态 (17)5.2.1仿象鼻机器人伸展动作姿态 (17)5.2.2仿象鼻机器人弯曲动作姿态 (18)5.2.3仿象鼻机器人蜿蜒动作姿态 (19)5.3命令函数调用 (20)5.3.1fkine函数调用 (20)5.3.2ikine函数调用 (20)5.3.3jtraj函数调用 (21)5.4仿象鼻机器人动作轨迹规划 (23)5.4.1弯曲动作轨迹规划 (23)5.4.2蜿蜒动作轨迹规划 (25)6仿真结果分析 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1前言1.1课题介绍MATLAB已成为国际上最流行的科学与工程计算软件,它在国内外高校和科研部门正扮演着越来越重要的角色,功能也越来越强大。
基于MATLAB的ABB IRB1600机器人运动学仿真
设备管理与维修2019翼9（上）轴号工作范围/毅最高速度/（毅/s ）1#轴-180~1801802#轴-90~1501803#轴-245~651854#轴-200~2003855#轴-115~1154006#轴-400~400460基于MATLA B的ABB IRB1600机器人运动学仿真王沐雨，黄民，吴国新（北京信息科技大学，北京100192）摘要：为了验证工业机器人ABB IRB1600的运动学性能，依据其基本结构及参数，利用改进的D-H 方法在MATLAB 中进行机器人建模，调用MATLAB 机器人工具箱中的fkine 函数进行正———逆运动学仿真，并选择关节空间轨迹规划法对该机器人进行运动轨迹研究，最后得到了各关节空间的运动位移、角速度和角加速度的曲线，实现了对ABB IRB1600机器人的运动学仿真。
关键词：改进的D-H 方法；机器人运动学仿真；MATLAB 中图分类号：TP242文献标识码：B DOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2019.09.170引言随着工业技术的发展，单纯的手工劳动早已不能满足现代社会的基本需求，工业机器人应运而生，大大提高了生产效率，是智能化社会发展的重要一步。
瑞典的ABB 公司有巨大的影响力，是目前世界上工业机器人四大巨头之一。
在工业机器人依旧昂贵的市场背景下，盲目安装可能会导致人力物力的浪费。
随着计算机智能设备的发展，计算机虚拟仿真模拟技术也愈渐成熟。
研究人员通过在计算机上建立工业机器人的仿真模型，使其具有与真实机器人类似的物理功能。
例如MATLAB 中的Robotics Toolbox （机器人工具箱），它包括了种类众多的功能函数，可以对工业机器人进行运动学仿真，这大大减少了资源浪费。
1ABB IRB1600机器人基本结构ABB IRB1600是ABB 公司旗下的一款六自由度的串联型机器人，它具有广泛的应用，在码垛、测量等领域都有优越的表现（图1、表1）。