基于六自由度机械臂运动学问题的仿真研究
基于六自由度机械臂运动学问题的仿真研究
【摘要】以六自由度工业机器人——MOTOMAN-HP6 机器人为研究对象，简单介绍了机器人运动学的数学基础。根据机器人的相关参数，建立了机器人运动学模型及相关坐标系，对机器人的正运动学及逆运动学问题进行了研究。采用MATLAB 开发工具建立系统界面，编制了相关程序，结合实例对机器人的直线、圆弧及自由曲线轨迹的生成进行了仿真，完成了系统设计。为后续实习用工业机器人离线编程系统的开发打下了基础。
【关键词】六自由度;机械臂运动学
Abstract：This thesis takes MOTOMAN-HP6 robot as the research object，introduces the mathematical foundation of the robot kinematics briefly.According to
the related parameters of the robot，the kinematics model and the relevant coordinate
of the robot are built，the kinematics and inverse kinematics problem is studied.The
system interface based on MATLAB is built and the related program is compiled.The
straight and curve motion of the robot are simulated with instances and the system
design is completed.For the design of the off- line programming system of the
practice industrial robot laid the foundation.
Key word：Industrial robots;Inverse kinematics analysis;System simulation;Free
curve;MOTOMAN
1.引言
在工业机器人的应用中，系统仿真技术起到了很重要的作用。仿真技术是在近几十年来基于计算机技术、控制技术等发展起来的一门综合性技术[9]。随着计算机技术的发展和普及，系统仿真技术的应用范围也越来越广，基本包括了人们生活、生产的各个领域。而在工业机器人的应用中，仿真技术的重要性体现的也相当的明显。
本文以目前应用较广泛的六自由度工业机器人——MOTOMAN-HP6 机器人为研究对象，采用MATLAB开发工具建立机器人的运动学模型及相关的坐标系，对机器人的正运动及逆运动学的相关算法进行了研究，并对几种不同的求解方法进行了对比，接着分析了直线、圆弧及自由曲线轨迹的生成相关算法，特别是对自由曲线的轨迹生成算法的关键技术进行了研究。
2.机械臂结构
从图1中可以看出，机器人各个关节的尺寸关系以及中心点的坐标值及机座坐标原点的位置等。在机器人的各个连杆上固接一个坐标系，研究这些坐标系之间的关系，就可以研究机器人各连杆之间的关系（见表1）。
表1 D-H参数表
i αi-1 a i-1 di θi
1 0 0 460 0
2 -Pi/2 250 0 -Pi/2
3 Pi 700 0 0
4 -Pi/2 150 -800 0
5 Pi/2 0 0 -Pi/2
6 -Pi/2 0 -100 0
机器人坐标系相应的一些连杆参数如所示。其中：αi表示绕Xi-1轴，从Zi-1旋转到Zi的角度值;ai-1表示沿Xi-1轴，从Zi-1移动到Zi的距离;di表示沿Zi轴，从Xi-1移动到Xi的距离;θi表示绕Zi轴，从Xi-1旋转到Xi的角度。
3.正运动学求解算法
根据运动学数学基础理论知识，我们可以采用4 4的齐次变换矩阵描述相邻两连杆之间的空间位置关系，以此来建立机器人连杆的运动方程。对图2所示的连杆坐标系，进行坐标变换，我们可以得出如下的变换矩阵关系：
式中：
4.逆运动学求解算法
已知机器人末端执行器的位姿来确定对应的关节角的问题为机器人的逆运动学问题。也就是给定机器人末端执行器的目标点的坐标（），来求解此时对应的各个关节角度。
对于6自由度的机械臂而言，在某些特殊的情况下，可以得到封闭解：
（1）三个相邻关节轴相较于一点;
（2）三个相邻关节轴相互平行。
逆运动学几何法：
由于连杆坐标系{4}{5}{6}的原点都在腕部三轴的交点上，此时运动学方程可以表示为：;式中，规定三轴交点（称腕部）的位置;而则规定手腕的方位。因
此运动学反解分两步进行：首先由腕部位置求解出;然后再由手腕的方位解出。
图2 在坐标系{1}下的机器人连杆几何关系
5.计算结果分析
（1）增根的问题
通常产生增根的原因有2个：一是解得的目标角度超出机器人关节的运动范围;二是计算过程中运用的三角函数公式造成的。对于前者，必须通过角度范围的校验来剔除;对于后者，由于不可避免要使用三角带环，因此需要借助几何方法来分析可能的最大逆解数，以检测计算过程是否引入增根。
表2 逆运动学求解
1 2 3 4 5 6
1 48.31 -323.78 159.59 -49.41 79.56 11.94
2 48.31 -313.78 159.59 130.59 -79.56 191.943 48.31 -73.24 18.50 -117.21 57.11
133.43
4 48.31 -73.24 18.50 62.79 -57.11 313.43
5 -129.95 -106.76 159.59 63.16 59.23 134.68
6 -129.95 -106.76 159.59 243.16 -59.23 314.68
7 -129.95 143.78 18.50 128.58 78.73 13.77
8 -129.95 143.78 18.50 308.58 -78.73 193.77
（2）MATLAB仿真求解验证
根据上述机械臂运动学逆解算法，通过求解机械臂末端在某一空间位姿时的各关节姿态，来验证本文所提出的运动学逆解算法的正确性。
取机械臂运动中所能达到的任意坐标x=214.8;y=247.8;z=110，利用MATLAB编写的求解程序求得8组解。
如表2所示，满足关节转角范围的只有一组解，为第三组解。将这组解带入机械手运动学正解方程，通过MATLAB运动学正解程序可得机械手末端执行器相对于基坐标系的位姿，与已知位置相同，故该逆解算法是正确的。
6.结束语
在本文涉及的六自由度机械臂逆解研究中才用几何法求解，计算量小，对于特定构型的机械手来说是一种简单实用的逆运动学求解方法。
参考文献
[1]蔡自兴.机器人学[M].北京：清华大学出版社，2009.
[2]王雪松，许世范，郝继飞.MOTOMAN 机械手逆运动方程的推导方法及求解[J].中国矿业大学学报，2001，30（1）：73-75.
[3]马化一，张艾群，张竺英.一种基于优化算法的机械手运动学逆解[J].机器人，2001，23（2）：137-141.
[4]罗家佳，胡国清.基于MATLAB 的机器人运动仿真研究[J].厦门大学学报，2005，44（5）：640-644.
王忠庆，男，中北大学副教授，硕士生导师，研究方向：控制理论与控制工程，导航、制导与控制，检测技术与自动化装置。
六自由度机械臂三维仿真软件的设计
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六自由度机械臂三维仿真软件的设计
作者：张华文 梁艳阳
来源：《电脑知识与技术》2014年第01期
摘要：在机械臂实体上进行正逆运算的结果往往难以分析和验证，且机械臂实体的成本比较昂贵，针对此问题，设计了一套六自由度机械臂的三维仿真软件，可以对机械臂的运动进行实时仿真。该软件以VS2008为开发平台，使用OpenGL函数库进行机械臂三维模型的创建，使用Qt界面库进行软件界面的设计，提供正逆解运算和演示。结果表明，该软件操作界面良好，能够很好地仿真出机械臂的运动过程。
关键词：机械臂；运动学建模；运动学正逆解；OpenGL；三维仿真
中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）01-0060-03
1 概述
随着自动化技术的不断发展，工业机器人的应用越来越广泛，机器人的三维仿真技术也越来越受到人们的重视。使用机器人仿真软件不会影响机器人的正常工作，待仿真完成后，直接把仿真程序下载到机器人中即可完成机器人的控制，从而提高生产效率。现在大多数院校的学生没有太多的机会去接触到实体机器人，使用机器人仿真软件可以让学生们更真实地感受机器人的运动，对教育教学有着十分重要的意义。该文以设计了六自由度机械臂的三维仿真软件，能够良好地仿真出机械臂的运动过程。
2 机械臂三维实体的绘制
按照模块化的思想，把机械臂自上而下进行分解：六自由度机械臂由六个关节组成，每个关节由多个立体形状组成，每个立体形状由多个面组成。绘制模型时，先绘制面，再由面去组成立体形状，然后由多个立体形状组成关节，最后由六个关节组成机械臂。采用模块化的思想，可以使各个关节之间独立，能够自由地添加关节和改变各个关节的形状。
1）面的绘制。对于一些简单的平面（例如：三角形，矩形等），只要确定各个顶点，就可以绘制出来。对于曲面，可以把它划分成许多个三角形。创建面时，要创建三个数组，分别用来存储顶点，顶点的法线和顶点的索引。使用glVertexPointer（）函数来指定顶点数据，使用glNormalPointer（）函数来指定法线数据。在绘制图形时，每次取三个顶点，通过绘制三角形来组合成面。使用glDrawElements（）函数来调用顶点索引数组来进行顶点的绘制。实际绘制时，对于曲面，需要确定其细分数，即将其分解成小三角形的数目。细分数越大，模型越细腻，但绘制过程就越慢，因此必须均衡考虑细分数。 龙源期刊网
六自由度机械手的坐标建立及运动学分析
第**卷第**期
20**年*月 机 械 工 程 学 报
JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Vol.** No.*
*** 20**
DOI：10.3901/JME.20**.**.***
六自由度机械手的坐标建立及运动学分析
摘要：从运动学分析的基础上着手研究轨迹控制的问题，利用运动学逆解的方式分析复杂轨迹运动的可行性和实用性。通过建立机械手的笛卡尔坐标系，推导出机械手的正、逆运动学矩阵方程，并研究了正、逆运动学方程的解；在此基础上建立机械手的工作空间，并讨论其工作空间的灵活性和存在可能性。
因此本文的另一种方式对六自由度串联机械手的复杂运动控制问题进行研究，提出以机械手示教手柄引导末端执行器对复杂运动轨迹进行预设计。然后通过记录程序进行复杂轨迹的再实现，再对记录程序进行预修改，最终通过现有的程序进行设计编程完成复杂轨迹设计任务。并利用MATLAB对轨迹进行仿真，对比其实际与计算的正确性。
最后本设计通过六自由度串联机械手实现平面文字轨迹，得出其设计的方式。即首先利用示教手柄实现轨迹预设，记录预设轨迹程序，然后再对比程序初始化坐标进行手动编程。
关键词：六自由度机械手，笛卡尔坐标系，运动学方程，仿真，示教手柄
The coordinates of six degrees of freedom manipulator
and kinematics analysis is established
WU Yanchao JIN Yuanxun ZHAO Xin LI Daohai SONG Ping MENG Ya
ABSTRACT：This article based on the analysis of kinematics to study the trajectory control problems,
基于MATLAB的PUMA560机械臂运动仿真
基于MATLAB的PUMA560机械臂运动仿真
徐哲扬
来源：?读天下?2021年第10期
摘 要：工业机器人崛起于在20世纪60，是一种将其和计算机辅助设计〔CAD〕、计算机辅助制造〔CAM〕系统结合在一起的特殊装备。而Unimation PUMA560作为简单6自由度机器人，在工业中的应用也极为广泛。本文针对典型的工业机器人Unimation公司生产的PUMA560机器人，运用MATLAB中的机器人仿真工具箱〔Robotics Toolbox〕分析了其正逆运动学方法和轨迹规划的结果，并观察了其运动情况和规律。
关键词：Unimation PUMA560；机械臂；MATLAB仿真
机器人运动学涉及大量的算法设计和计算量，所以利用计算机可视化和计算机的仿真软件的方式进行仿真，能过大大减轻科研人员的工作量。通过图形观察机器人在一定控制条件下的运动规律进而帮助科研人员更好地理解其工作的原理，同时验证其算法的正确性，并对机器人进行图形仿真将结果以图形的形式表示出来，也十分便于展示给企业或者客户。此外，MATLAB等的仿真软件能在机器人投入生产之前观察其工作效果，从而大大减轻了企业承担的经济风险。
一、 搭建PUMA560机械臂
本文应用MATLAB的Robotics Toolbox机器人仿真工具箱做机械臂的仿真。第一步是利用Link函数搭建各个连杆之间关节的相互关系，第二步是调用robot函数创立一个新的机器人对象。
二、 PUMA560的运动分析
〔一〕 机器人运动学正问题
机器人运动学正问题连杆的位移和相对应的关节的偏移量，求解末端连杆坐标系相对于基坐标系的位姿。
图1 PUMA560操作臂运动参数和坐标系分布
本文使用MALTBA的Robot中的正问题计算函数fkine能够求解机器人运动学的正问题。在分析这个问题时，分析可得在操作臂的中部有一个轮子将连续三个部件的运动相关联在一起。需要根据连杆变换矩阵公式求得每一个连杆的变换矩阵01T～56T，然后将各个连杆矩阵连乘得到06T：
六自由度机械臂的动力学仿真及控制
六自由度机械臂的动力学仿真及控制
刘泽宇;冯雷;黄道敏;周曾成;唐国元
【摘 要】介绍了一种六自由度机械臂装置,分析了六自由度机械臂的基本理论知识,在SolidWorks软件中建立了六自由度机械臂的模型.然后将模型导入ADAMS中,建立动力学仿真模型,通过对机械臂各部件运动的仿真分析,得出每个关节达到指定转速所需力矩,从而为各关节电机的选型提供依据.最后使用MATLAB与ADAMS进行联合仿真,在Simulink中建立控制方案,实现对机械臂各关节角的精确控制,为六自由度机械臂的发展提供设计参考及依据.
【期刊名称】《机械与电子》
【年(卷),期】2018(036)004
【总页数】5页(P38-41,62)
【关键词】六自由度机械臂;ADAMS;动力学仿真;PID控制
【作 者】刘泽宇;冯雷;黄道敏;周曾成;唐国元
【作者单位】华中科技大学船舶与海洋工程学院,湖北武汉430074;武汉第二船舶设计研究所,湖北武汉430064;武汉空军预警学院,湖北武汉430019;华中科技大学船舶与海洋工程学院,湖北武汉430074;华中科技大学船舶与海洋工程学院,湖北武汉430074
【正文语种】中 文
【中图分类】TP273
0 引言
随着工业自动化水平的日益提高，机械臂在自动化生产中正发挥越来越重要的作用。应用机械臂，可以代替人在高温、高腐蚀性等恶劣环境中完成指定任务，还可以在精度要求较高及重复性较大的生产过程中完成抓取、搬运、装配、喷涂、焊接等动作。在国外，工业机械臂产品已经具有了成熟完善的行业标准，而在国内这个领域还需完善，这为工业机械臂的发展提供广阔的应用前景[1-2]。
为了更好地分析和研究工业机械臂的性能及操作，建立了一个六自由度机械臂的模拟样机，通过仿真分析得出机械臂的动力学特性，然后在MATLAB中进行控制。
1 六自由度机械臂样机的理论基础及模型建立
1.1 六自由度机械臂介绍
本文所述六自由度机械臂末端安装有标准接口，用于支持和转运专业人员的训练和试验。六自由度机械臂主要由机械臂主体(各臂杆、关节)、控制模块、基座等设备组成。机械臂主体各关节采用直流无刷电机驱动，共配置6台电机。安装于电机中的高精度关节信息传感器，可用于对六自由度机械臂位姿的精确控制。电机采用模块化设计，在外壳上安装有接插件用于传输动力和信息。为减少电机规格，6个关节共配置3种规格的电机，其中基座上的2台电机规格相同，腕部的3台电机规格相同。另外，电机模块采用模块化冗余设计，在运行故障时，可以方便地进行拆卸和换装，最大限度避免因机械故障带来的损失。在此，主要研究六自由度机械臂主体的动力学仿真及位置控制。
六自由度飞机清洗臂运动学建模与轨迹优化
六自由度飞机清洗臂运动学建模与轨迹优化
张宏伟;赵修锟;张天刚
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2024(41)2
【摘 要】传统飞机清洗车由于关节运动不稳定,清洗时间长,清洗效率低造成无法对机身蒙皮进行快捷高效清洗。针对心目问题,设计了六自由度飞机清洗臂,为验证机械臂的运动性能,运用改进D-H法进行运动学分析得到机械臂末端转换矩阵,设计了GUI计算运动学正逆解。并提出将改进粒子群算法与3-5-3分段插值相结合的方法对飞机清洗臂进行时间最优轨迹规划。通过仿真结果显示,与传统3-5-3多项式插值相比,上述方法在保证运动稳定性的同时缩短了运动时间。为以后飞机清洗臂的路径规划与控制问题的研究奠定了基础。
【总页数】7页(P38-43)
【作 者】张宏伟;赵修锟;张天刚
【作者单位】中国民航大学工程技术训练中心;中国民航大学航空工程学院
【正文语种】中 文
【中图分类】TP242
【相关文献】
1.六自由度机械臂运动学分析与轨迹优化2.四自由度焊接机械手臂运动学建模与轨迹规划3.基于P-Rob六自由度机械臂运动学建模与仿真4.五自由度机械臂的运动学建模和轨迹规划研究5.六自由度工业机械臂运动学分析与避障轨迹规划 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
六自由度机械臂运动规划
六自由度机械臂运动规划
六自由度机械臂运动规划
摘要：本文介绍了六自由度机械臂运动规划的相关理论及实践应用，涵盖了机器人运动规划的基本流程、运动学、轨迹生成、碰撞检测等方面。通过对机器人的自主学习与优化，为工业生产提供了更高效、更精准的生产力量。
关键词：机器人、运动规划、六自由度、运动学、轨迹生成
一、引言
近年来，随着工业自动化水平的提升与机器人技术的不断成熟，机器人的运动规划成为了机器人领域中一个重要的研究方向。机器人运动规划的目标是生成机器人能够执行的、符合任务要求的运动轨迹。本文旨在介绍六自由度机械臂运动规划的相关理论、算法及实践应用。
二、机器人运动规划的基本流程
机器人运动规划的基本流程包括：建模、运动学分析、约束建模、轨迹生成、路径规划、碰撞检测和性能评估。其中，运动学分析是机器人运动规划中十分重要的一环，它确定的是机器人的末端在三维空间中的位置和方向。
三、六自由度机械臂的运动学
六自由度机械臂是指机械臂具有六个运动自由度，分别为：x,y,z方向的平移自由度和绕x,y,z轴的旋转自由度。六自由度机械臂的运动学可以通过矩阵变换来表示，通过矩阵变换能够精确计算机器人末端在三维空间中的位置和方向。
四、轨迹生成
在确定机器人的末端位置和方向后，需要产生一条能够满足任务需求的运动路径。轨迹生成是机器人运动规划中比较困难的一部分，需要考虑整个轨迹的平滑性、速度规划和轨迹的长度等因素。
五、碰撞检测
在生成轨迹后，还需要进行碰撞检测，以确保机器人在运动过程中不会碰触到其它物体或机器人。碰撞检测需要考虑到机器人的形状和大小、环境中的其它物体、碰撞检测的精度等因素。
六、实践应用
机器人运动规划广泛应用于工业生产、医疗保健、物流等领域。例如，机器人运动规划可以用于工业装配、零件加工、医疗手术等方面，提高了生产效率和手术精度。
七、结论
随着机器人技术的不断发展，机器人运动规划将成为一个越来越重要的研究方向。不断提高机器人运动规划的精度和效率，将能够为工业生产、医疗手术等领域提供更高水平的服务
基于MATLAB和RobotStudio的6-DOF机器人运动学分析与仿真
基于MATLAB和RobotStudio的6-DOF机器人运动学分析与仿真
郝建豹;宋春华
【摘 要】Aiming at the working difficulties of ship cabin,cabinet and other
narrow space,a 6 degrees of freedom(6-DOF)robot was developed.First
analyzes the mechanical structure of the robot,the robot D-H and robot
coordinate form of forward and inverse kinematics equation was
established based on the theory of D-H coordinates,followed by the
application of MATLAB kinematics of the robot simulation,the results show
that the robot kinematics and inverse kinematics equations exactly;finally a
virtual prototype is designed,and the movement of the welding case is
analyzed by RobotStudio simulation.In order to further verify the
performance of the designed robot,it is compared with the general 6-DOF
robot.The results show that the feasibility of the new robot,and provides a
六自由度机械臂轨迹规划研究
六自由度机械臂轨迹规划研究
一、本文概述
随着机器人技术的快速发展，六自由度机械臂作为其中的重要组成部分，已广泛应用于工业自动化、航空航天、医疗手术等多个领域。轨迹规划作为六自由度机械臂运动控制的核心技术，对于实现高精度、高效率的机器人操作具有重要意义。本文旨在深入研究六自由度机械臂的轨迹规划方法，探索其在复杂环境下的运动优化策略，为六自由度机械臂的实际应用提供理论支持和技术指导。
本文将首先介绍六自由度机械臂的基本结构和运动学特性，为后续轨迹规划研究奠定基础。在此基础上，分析现有的轨迹规划方法，如插值法、优化算法等，并探讨它们的优缺点和适用范围。接着，本文将重点研究基于约束的轨迹规划方法，包括关节角度约束、运动时间约束、避障约束等，以提高机械臂在运动过程中的稳定性和安全性。还将探讨基于学习的轨迹规划方法，通过训练神经网络等机器学习模型，使机械臂能够自主规划适应不同环境和任务的轨迹。
本文将通过仿真实验和实际应用案例，验证所提轨迹规划方法的有效性和可行性。通过对比不同方法的实验结果，分析各方法的优缺点，为六自由度机械臂的轨迹规划提供具体参考和借鉴。本文的研究成果将有助于推动六自由度机械臂轨迹规划技术的发展，为相关领域的研究和应用提供有力支持。
二、六自由度机械臂概述
六自由度机械臂，也称为6-DOF（Degree of Freedom）机械臂，是一种具有高度灵活性和操作精度的工业机器人。它的名称来源于其拥有六个独立的运动轴，这些轴允许机械臂在三维空间中实现全方位的运动。与传统的五自由度或更少的机械臂相比，六自由度机械臂具有更大的工作空间、更高的灵活性以及更精确的操作能力，因此在许多复杂的工业应用场景中得到了广泛应用。
六自由度机械臂的基本结构通常包括基座、肩部、肘部、腕部和手部几个部分。每个部分都可以通过一个或多个旋转关节实现运动，从而实现对物体的抓取、搬运、装配等操作。这种结构的设计使得机械臂可以在各种姿态下进行操作，而不仅仅是局限于某一特定的工作平面。
六自由度串联机械臂建模与运动学分析
六自由度串联机械臂建模与运动学分析
党浩明;周亚丽;张奇志
【摘 要】针对实验室自主研发的六自由度串联机械臂,采用标准DH(Denavit-Hartenberg)法建立机械臂的数学模型,对正逆运动学进行了求解.逆运动学求解中,根据机械臂前3个关节轴相交的特点,采用逆向解耦方法分组求解机械臂的后3个关节变量和前3个关节变量,得到机械臂在非奇异状态下的8组完整解析解;正逆运动学求解过程中,采用设置中间变量的方法代替齐次矩阵连乘,有效缩短了算法的运行时间.最后对正逆运动学求解算法及机械臂的工作空间进行了仿真,验证了运动学算法的有效性及该种构型机械臂的实用性,为后续机械臂的运动规划与实时控制打下了基础.
【期刊名称】《实验室研究与探索》
【年(卷),期】2018(037)010
【总页数】7页(P9-14,23)
【关键词】机械臂;运动学;逆运动学;解析解;工作空间
【作 者】党浩明;周亚丽;张奇志
【作者单位】北京信息科技大学自动化学院,北京100192;北京信息科技大学自动化学院,北京100192;北京信息科技大学自动化学院,北京100192
【正文语种】中 文
【中图分类】TP241
0 引 言
机械臂是由一系列通过关节连接的连杆所组成的运动链。1955年，Denavit等[1]用4个参数来描述机械臂连杆坐标系，并建立了连杆坐标系间的通用变换，成为了机械臂建模和运动学描述的标准方法。
机械臂运动学研究各关节运动与机械臂末端执行器位姿之间的关系，主要包括正向运动学和逆向运动学。对于给定的一组关节角，其正向运动学解总是存在且唯一；而逆向运动学的求解则较为困难。正向运动学可以理解为从关节空间到操作空间的映射，关节空间中任一位形，在操作空间中可以找到唯一的解与之对应。而对于逆运动学，操作空间中任一位形，在关节空间中可能存在无解、唯一解或多解的情况。1961年，Pieper[2]证明了带有3个相邻关节轴交于一点的机械臂存在逆运动学解析解，为机械臂结构设计提供了理论依据，目前大多数工业机器人都具有此种构型。
六自由度运动平台运动学建模与仿真分析
六自由度运动平台运动学建模与仿真分析
刘喜藏;马铭泽;林皓
【期刊名称】《测控技术》
【年(卷),期】2022(41)4
【摘 要】针对并联结构形式的六自由度运动平台,建立了其数学描述方法。通过引入点的复合运动分析理论,建立了平台的完整运动学关系。采用牛顿迭代法进行平台位姿的正解求解,并在此基础上利用解析方法解决了平台速度、加速度正解问题。根据六自由度运动平台的使用特点,提出了一种合理的牛顿迭代初值选择方法。仿真结果表明其迭代寻优次数不超过5次,寻优时间不超过2 ms。分析了计算运动平台包线的理论难度,提出了一种合理的可行方案,经过64次计算,耗时55 ms即完成了平台包线的解算。所建立的运动学模型已应用于某运动平台产品,并可延伸应用于其他并联结构机器人运动分析、并联机床等应用领域。
【总页数】8页(P114-120)
【作 者】刘喜藏;马铭泽;林皓
【作者单位】航空工业第一飞机设计研究院
【正文语种】中 文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于虚拟样机技术的六自由度平台运动学仿真2.基于ADAMS的六自由度液压动感平台建模及运动学仿真3.三自由度机械臂式升降平台运动学建模及仿真4.复合式六自由度平台运动学仿真分析5.基于P-Rob六自由度机械臂运动学建模与仿真
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