畢業(yè)設(shè)計-6自由度機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計及路徑規(guī)劃(參考版)
2025-01-22 05:45本頁面
【正文】 在馬上離開河南科技大學(xué)之際，我再說一次謝謝！謝謝各位老師！ 43。 其次要感謝我的同學(xué)對我無私的幫助，感謝他們?yōu)槲姨岢龅挠幸娴慕ㄗh和意見，正因?yàn)橛兴麄兊膸椭也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯誤。經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計完成，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，以及一起學(xué)習(xí)的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計的難度是可以想象的。機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用. 北京航天航空大學(xué)出版社， 致謝本畢業(yè)設(shè)計的選題、設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計的形成是在張波老師的悉心指導(dǎo)下完成的。機(jī)器人機(jī)械設(shè)計. 電子工業(yè)出版社，[16] 蔡自興。機(jī)器人學(xué). 機(jī)械工業(yè)出版社，1993[14] 馬香峰主編。由于我的水平有限給理解該機(jī)器人帶來了不便，希望能夠諒解！限于我水平和時間，錯誤或不當(dāng)之處在所難免，請各位老師、專家和讀者朋友不吝批評指正。這也許就是設(shè)計教學(xué)的目的和意圖所在。也正是由于這些突然遇到的困難，讓我正確認(rèn)識到了實(shí)際生產(chǎn)和理論學(xué)習(xí)的不同。通過這次設(shè)計，我收獲很多，獲得了許多珍貴的知識，學(xué)到了許多書本上不可能學(xué)到的知識。如理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計、互換性等知識。 這次畢業(yè)設(shè)計時間之長、任務(wù)之重、工作量之大都是以往幾次設(shè)計無法比擬的。這次畢業(yè)設(shè)計，給我最大的體會就是在現(xiàn)實(shí)中不能夠得到合理的應(yīng)用，再巧妙的機(jī)械結(jié)構(gòu)往往是最失敗的作品。隨著畢業(yè)設(shè)計做完，也將意味我的大學(xué)生活即將結(jié)束，在繁忙的日子里面，曾經(jīng)多次為解決設(shè)計中的問題，到處查閱專業(yè)的書籍，甚至為了一個結(jié)構(gòu)設(shè)計，與同學(xué)爭得面紅耳赤。結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計課題貫穿我大學(xué)四年專業(yè)所學(xué)到的理論知識與實(shí)習(xí)獲取的經(jīng)驗(yàn)，從選題分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算和，整個畢業(yè)設(shè)計過程提供了給了我自主學(xué)習(xí)，獨(dú)立思考，自主選擇的機(jī)會。這一類方法的優(yōu)點(diǎn)是求解過程比較簡單，但是在計算中需要提供適當(dāng)?shù)某跏贾?，因此涉及到初始值的選取問題。在位置逆解問題中常用的數(shù)值方法主要包括牛頓拉夫森法、優(yōu)化算法，區(qū)間算法，遺傳算法和同倫算法等方法?？汕蟮脁1=atan((d2*px+(py^4+px^2*py^2py^2*d2^2)^(1/2))/(py^2+px^2),((d2*px+(py^4+px^2*py^2py^2*d2^2)^(1/2))/(py^2+px^2)*pxd2)/py) atan((d2*px+(py^4+px^2*py^2py^2*d2^2)^(1/2))/(py^2+px^2),((d2*px+(py^4+px^2*py^2py^2*d2^2)^(1/2))/(py^2+px^2)*pxd2)/py) atan((d2*px(py^4+px^2*py^2py^2*d2^2)^(1/2))/(py^2+px^2),((d2*px(py^4+px^2*py^2py^2*d2^2)^(1/2))/(py^2+px^2)*pxd2)/py) atan((d2*px(py^4+px^2*py^2py^2*d2^2)^(1/2))/(py^2+px^2),((d2*px(py^4+px^2*py^2py^2*d2^2)^(1/2))/(py^2+px^2)*pxd2)/py)比較矩陣的（1,4）和（2,4）兩項(xiàng)， 機(jī)械手的位置逆解問題一般最終都?xì)w結(jié)為求解非線性方程組的問題。x539。x439。sin(x1)*axcos(x1)*aysin(x4)*sin(x5)=039。cos(x1)*cos(x2+x3)*ax+sin(x1)*cos(x2+x3)*ay+sin(x2+x3)*az+cos(x4)*sin(x5)=039。)。,39。,39。,39。,39。,39。%求逆解把T00作為已知量，T00\T03=T46，求出T36然后與T46對應(yīng)相等，解方程T36=T00\T03T000=subs(T06,{s1,s2,s3,s4,s5,s6,c1,c2,c3,c4,c5,c6},{0,1,1,0,0,0,1,0,0,1,1,1})% 初始位置時把各個軸轉(zhuǎn)角代入計算，驗(yàn)證計算結(jié)果[x1,x2,x3]=solve(39。nz oz az pz。T00=[nx ox ax px。 %求出T03和T46以便求逆解時使用T03=T01*T12*T23。%從坐標(biāo)系6到氣爪的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換T06=T01*T12*T23*T34*T45*T56。T56=subs(T,{sint1,cost1,sint2,cost2,a,d},{sin(90*pi/180),0,s6,c6,0,0})。T34=subs(T,{sint1,cost1,sint2,cost2,a,d},{sin(90*pi/180),0,s4,c4,0,375})。%T01代表相鄰兩坐標(biāo)系的位姿變換矩陣,以下便是給矩陣賦值T12=subs(T,{sint1,cost1,sint2,cost2,a,d},{sin(90*pi/180),0,s2,c2,0,95})。0 0 0 1]。0 1 0 0。0 0 0 1]。sint2 cost2 0 0。0 0 0 1]。0 1 0 0。0 0 0 1]。0 cost1 sint1 0。syms cost1 sint1 a d cost2 sint2 s1 s2 s3 s4 s5 s6 c1 c2 c3 c4 c5 c6 dm。=T01*T12*T23*T34*T45*T56 。在該過程中，只要保證各個步驟都是同解變換，就能夠保證得出全部的解，而且不產(chǎn)生增根。這些代數(shù)方法求解一般是先建立若干個關(guān)系式，然后進(jìn)行消元，最終得到只含有一個變量的一元高次方程，求解該方程得到變量的全部根。無論是結(jié)構(gòu)特殊還是一般，僅僅用某種方法求得6自由度機(jī)械手的位置逆解不是不夠的，還要在計算方法，計算精度等各個方面作進(jìn)一步的研究。由于一般情況下，六個自由度便可滿足機(jī)械手在工作空間內(nèi)可達(dá)任一位姿，因此六自由度機(jī)械手最具有研究價值和實(shí)用價值。而運(yùn)動學(xué)反解往往具有多重解，也可能不存在解。而從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，位置逆解問題的研究成果可以很容易地應(yīng)用到機(jī)械手上面去，往往更引起我們的興趣，因此就更加促進(jìn)了對位置逆解問題的研究。國內(nèi)外位置逆解問題的研究現(xiàn)狀 位置逆解問題是機(jī)械手機(jī)構(gòu)學(xué)乃至機(jī)械手學(xué)中的最基礎(chǔ)也是最重要的研究問題之一，它直接關(guān)系到機(jī)械手運(yùn)動分析、離線編程、軌跡規(guī)劃和實(shí)時控制等工作。多解的選擇原則：最近原則。 求運(yùn)動學(xué)逆解[3]逆問題：已知手在空間的位姿M0h，求關(guān)節(jié)變量qi的值。各連桿變換矩陣相乘，可得到機(jī)器人末端執(zhí)行器的位姿方程（正運(yùn)動學(xué)方程）為 ：T06=T01*T12*T23*T34*T45*T56=由此可算出 nx=(((c1*c2*c3c1*s2*s3)*c4s1*s4)*c5+(c1*c2*s3c1*s2*c3)*s5)*c6((c1*c2*c3c1*s2*s3)*s4+s1*c4)*s6ny=(((s1*c2*c3s1*s2*s3)*c4+c1*s4)*c5+(s1*c2*s3s1*s2*c3)*s5)*c6((s1*c2*c3s1*s2*s3)*s4c1*c4)*s6nz=((s2*c3+c2*s3)*c4*c5+(s2*s3+c2*c3)*s5)*c6(s2*c3+c2*s3)*s4*s6ox=(((c1*c2*c3c1*s2*s3)*c4s1*s4)*c5+(c1*c2*s3c1*s2*c3)*s5)*s6((c1*c2*c3c1*s2*s3)*s4+s1*c4)*c6oy=(((s1*c2*c3s1*s2*s3)*c4+c1*s4)*c5+(s1*c2*s3s1*s2*c3)*s5)*s6((s1*c2*c3s1*s2*s3)*s4c1*c4)*c6oz=((s2*c3+c2*s3)*c4*c5+(s2*s3+c2*c3)*s5)*s6(s2*c3+c2*s3)*s4*c6ax=((c1*c2*c3c1*s2*s3)*c4s1*s4)*s5+(c1*c2*s3c1*s2*c3)*c5ay= ((s1*c2*c3s1*s2*s3)*c4+c1*s4)*s5+(s1*c2*s3s1*s2*c3)*c5az=(s2*c3+c2*s3)*c4*s5+(s2*s3+c2*c3)*c5px=375*c1*c2*s3375*c1*s2*c3+400*c1*c2+95*s1py=375*s1*c2*s3375*s1*s2*c3+400*s1*c295*c1pz=375*s2*s3+375*c2*c3+400*s2。 寫入MATLAB生成的結(jié)果如下T = [ cost2, sint2, 0, a][ cost1*sint2, cost1*cost2, sint1, sint1*d][ sint1*sint2, sint1*cost2, cost1, cost1*d][ 0, 0, 0, 1] T01 T01 = [ (c1), s1, 0, (0)][ s1, c1, 0, 0][ 0, 0, (1), 0][ 0, 0, 0, 1] T12 T12 = [ (c2), s2, 0, (0)][ 0, 0, 1, 95][ s2, c2, (0), 0][ 0, 0, 0, 1] T23 T23 = [ (c3), s3, 0, (400)][ s3, c3, 0, 0][ 0, 0, (1), 0][ 0, 0, 0, 1] T34 T34 = [ (c4), s4, 0, (0)][ 0, 0, 1, 375][ s4, c4, (0), 0][ 0, 0, 0, 1] T45 T45 = [ (c5), s5, 0, (0)][ 0, 0, 1, 0][ s5, c5, (0),
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