串聯(lián)機器人仿真分析論文(編輯修改稿)
2025-07-20 06:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 算矩陣A，可以制作一張關(guān)節(jié)和連桿參數(shù)的表，其中每個連桿和關(guān)節(jié)的參數(shù)值可從機器人的原理示意圖上確定，并且可將這些參數(shù)代入A矩陣。關(guān)節(jié)i為轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)時，關(guān)節(jié)角是一個變量，其他三個連桿參數(shù)是固定不變的。通常在運動方程中不包含末端執(zhí)行器。圖6 五自由度串聯(lián)機器人坐標系示意圖表1 DH參數(shù)表關(guān)節(jié)角連桿偏距d連桿長度a連桿轉(zhuǎn)角1L1020L2030L3040L4將各參數(shù)代入變換矩陣A中： 于是，末端執(zhí)行器到參考坐標系的變換矩陣為，化簡后得 空間坐標系可以用矩陣表示，其中坐標原點以及相對于參考坐標系的表示該坐標系姿態(tài)的三個向量也可以由該矩陣表示出來，矩陣前三列為姿態(tài)，第四列為位置。 圖7 空間物體的表示于是機械手末端執(zhí)行器在參考坐標系中的XY坐標為： 基于DH法的Simulink模型仿真圖8 Simulink模型 Clock產(chǎn)生時間信號，theta1,theta2,theta3,theta4這四個模塊產(chǎn)生隨時間變化的信號，用來模擬機械手關(guān)節(jié)的角位移。，確定好機械手初始狀態(tài)后經(jīng)M文件計算得出末端執(zhí)行器在XY平面上的坐標，并由XY Graph模塊顯示機械臂末端在OXY平面上的運動軌跡。其中theta1—theta4這四個關(guān)節(jié)角位移信號具有分段函數(shù)的性質(zhì)，可以使用Simulink中的Lookup Table模塊來產(chǎn)生近似ADAMS旋轉(zhuǎn)驅(qū)動中的STEP函數(shù)。不同的是ADAMS中STEP函數(shù)為三系多項式插值，能產(chǎn)生平滑的角位移曲線以使機械臂運動過程平穩(wěn)。而Lookup Table的每一段為線性關(guān)。因此仿真結(jié)果與ADAMS對比會出現(xiàn)一定誤差。M文件：function [y] = pxyz(u)l1=。 %桿長l1l2=。 l3=。 l4=。 u(1)=u(1)。 %關(guān)節(jié)theta1角位移信號及初始角度設(shè)定u(2)=u(2)。 u(3)=u(3)。 u(4)=u(4)。 y=[cos(u(1))*(l2*cos(u(2))+l3*cos(u(2)+u(3))+l4*cos(u(2)+u(3)+u(4)))。(l2*cos(u(2))+l3*cos(u(2)+u(3))+l4*cos(u(2)+u(3)+u(4)))*sin(u(1))]圖9 Lookup Table模塊產(chǎn)生的角位移信號圖10 末端執(zhí)行器在OXY面上運動范圍4 機器人工具箱Robotics Toolbox
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