【正文】 獨(dú)立 (vs_d10 ins_pt) (setq ent2 (subst(cons 50 k_ALF)(assoc 50 ent1)ent1)) (setq ent1 ent2) (entmod ent1)) (defun datasave(pcen2 pcen3 pcen4 r2 r3) (setq f (open d:/robot/ w)) (setq x2 (nth 0 pcen2)) (setq y2 (nth 1 pcen2)) (setq x3 (nth 0 pcen3)) (setq y3 (nth 1 pcen3)) (setq x4 (nth 0 pcen4)) (setq y4 (nth 1 pcen4)) (setq p2 (list x2 y2)) (princ x2 f ) (princ f ) (princ y2 f ) (princ f ) (princ x3 f ) (princ f ) (princ y3 f ) (princ f ) (princ x4 f ) (princ f ) (princ y4 f ) (princ f ) (princ r2 f ) (princ f ) (princ r3 f ) (setq f (close f))) 程序 4: (defun pathsave(pcen2 pcen3 pcen4 ) (setq f (open d:/robot/ w)) (setq x2 (nth 0 pcen2)) (setq y2 (nth 1 pcen2)) (setq x3 (nth 0 pcen3)) (setq y3 (nth 1 pcen3)) (setq x4 (nth 0 pcen4)) 源 程 序 40 (setq y4 (nth 1 pcen4)) (princ x2 f ) (princ f ) (princ y2 f ) (princ f ) (princ x3 f ) (princ f ) (princ y3 f ) (princ f ) (princ x4 f ) (princ f ) (princ y4 f ) (princ f ) (setq f (close f))) (defun pset() (print 繪制運(yùn)動(dòng)軌跡多 3 限 ) (mand ortho off) (mandspline pause pause pause pause pause) (mand) (mand) (setq ent1(entget (entlast))) (setq n3 (length ent1) n1 ( n3 3) n2 ( n3 2) n3 ( n3 1)) (setq dp3 (list (nth 1 (nth n3 ent1)) (nth 2 (nth n3 ent1)))) (setq dp2 (list (nth 1 (nth n2 ent1)) (nth 2 (nth n2 ent1)))) (setq dp1 (list (nth 1 (nth n1 ent1)) (nth 2 (nth n1 ent1)))) (mand) (pathsave dp1 dp2 dp3) ) (defun pmod() (mand ortho off) (mand) (。 畢業(yè)設(shè)計(jì)使我獲益匪淺，無論是在專業(yè)知識(shí)還是在學(xué)習(xí)能力上都給了我很大的啟發(fā)，是對這三年來學(xué)習(xí)及應(yīng)用的最好總結(jié)。 設(shè)計(jì)過程中，在張旦聞老師的耐心指導(dǎo)和大力幫助 下 ，在同學(xué)的積極配合下，才使設(shè)計(jì)得以基本完成。其次，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)是十分重要的，尤其是自學(xué)能力的培養(yǎng)，這種能力將會(huì)使今后的學(xué)習(xí)獲益 匪淺 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)兩年以來專業(yè)課的學(xué)習(xí)，是對過去學(xué)習(xí)的檢驗(yàn)，同時(shí)也鞏固提高了所學(xué)過的知識(shí)，是溫故而知新的過程，也是總結(jié)提 高的過程。 機(jī)械臂模擬是建立在 matlab 和 lisp 程序上實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模擬的， 它 的運(yùn)動(dòng)可以通過修改運(yùn)動(dòng)軌跡來改善機(jī)械臂的運(yùn)行狀況，避免了大量的語言編程，使得運(yùn)動(dòng)模擬更加 快捷 和方便。 機(jī)械 臂運(yùn)動(dòng)實(shí)例 35 圖 57 機(jī)械臂相對不同路徑的模擬總 結(jié) 36 總 結(jié) 本論文主要概述了利用 matlab 成語軟件和 lisp 成語語言來實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)模擬的整個(gè)過程和基本原理。 下面我們 可以 再舉一個(gè)例子來說明上面的 結(jié)論： 首先，在 CAD 環(huán)境里創(chuàng)建機(jī)械臂模型， 打開機(jī)械臂原始文件，并加載主調(diào)程序，創(chuàng)建好機(jī)械臂模型后并組合完了以后，在原路徑的基礎(chǔ)上修改路徑 ； 圖 56 修改機(jī)械臂 路徑 其次 ，機(jī)械臂模型數(shù)據(jù)被存放到文本文件當(dāng)中，并進(jìn)行模塊處理； 再此，通過接口程序，再把 機(jī)械臂模型的相應(yīng)程序和數(shù)據(jù)傳給 matlab 軟件語言，產(chǎn)生 matlab 語言程序；如圖 54 所示： 然后， （ 1） matlab 軟件運(yùn)行程序，計(jì)算各個(gè)關(guān)節(jié)的位置坐標(biāo)和角位移，角速度，角加速度和位移桿的相對于路徑的位移，速度和加速度，并產(chǎn)生各個(gè)關(guān)節(jié)和位移桿的各自參數(shù)的運(yùn)動(dòng)曲線圖； （ 1）、運(yùn)行 指令，依次產(chǎn)生關(guān)于關(guān)節(jié) 1 和 2 的角度 1? 、 2? 的位移，速度和加速度以及軌跡點(diǎn)的相對位移，速度和加速度；具體程序如下所示： figure(1) plot([1:nn],fa2) 機(jī)械 臂運(yùn)動(dòng)實(shí)例 34 figure(2) plot((diff(fa2(1:nn1)))) figure(3) plot(diff(diff(fa2(1:nn2)))) figure(4) plot([1:nn],fa4) figure(5) plot((diff(fa4(1:nn1)))) figure(6) plot(diff(diff(fa4(1:nn2)))) figure(7) plot([1:nn],dist) figure(8) plot((diff(dist(1:nn1)))) figure(9) plot(diff(diff(dist(1:nn2)))) （ 2） matlab 運(yùn)行過后產(chǎn)生 Lisp 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)文件，存于記事本當(dāng)中； 具體見附錄（源程 序） 再次利用接口程序?qū)?Lisp 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)文件傳遞給 CAD。 機(jī)械 臂運(yùn)動(dòng)實(shí)例 33 圖 55 CAD 環(huán)境下的機(jī)械臂仿真 我們利用 matlab 語言和 lisp 程序之間的相互調(diào)用關(guān)系，可以設(shè) 計(jì)合理的路線來實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的良好運(yùn)行，因而，可以在原路徑的基礎(chǔ)上改變路徑的形狀，來實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的 穩(wěn)定運(yùn)行 。 第一步： CAD 創(chuàng)建機(jī)械臂的基本模型，產(chǎn)生 Lisp 原始數(shù)據(jù)文件以文本格式存入記事本中；具體如圖 52 所示： （ 1）、模型建好以后，加載程序文件 rb1； 圖 52 加載 Lisp 程序文件 機(jī)械 臂運(yùn)動(dòng)實(shí)例 31 （ 2）、在 CAD 環(huán)境 下鍵入 Lisp 程序的相應(yīng)指令，依次插入構(gòu)件一、二、三、四桿件 ，如上節(jié)圖 43 所示 ； （ 3）然后將他們 以 各關(guān)節(jié)的圓心連接到一起，完成機(jī)械臂模塊的創(chuàng)建 ； 第二步：利用接口程序轉(zhuǎn)為 Matlab 語言傳遞到 Matlab 中產(chǎn)生 Matlab 文件； 圖 54產(chǎn)生 matlab 程序文件 第三步：運(yùn)行 Matlab 程序文件， Matlab 在程序的命令下計(jì)算機(jī)械臂的基本運(yùn)動(dòng)參數(shù) 1? 、 2? 、 S，產(chǎn)生 Lisp 運(yùn)行數(shù)據(jù)文件；具體如 下： （ 1）、運(yùn)行 指令，依次產(chǎn)生關(guān)于關(guān)節(jié) 1 和 2 的角度 1? 、 2? 的位移，速度和加速度以及軌跡點(diǎn)的相對位移，速度和加速度；具體程序如下所示： 圖 53 路徑的創(chuàng)建 機(jī)械 臂運(yùn)動(dòng)實(shí)例 32 figure(1) plot([1:nn],fa2) figure(2) plot((diff(fa2(1:nn1)))) figure(3) plot(diff(diff(fa2(1:nn2)))) figure(4) plot([1:nn],fa4) figure(5) plot((diff(fa4(1:nn1)))) figure(6) plot(diff(diff(fa4(1:nn2)))) figure(7) plot([1:nn],dist) figure(8) plot((diff(dist(1:nn1)))) figure(9) plot(diff(diff(dist(1:nn2)))) （ 2）、產(chǎn)生 Lisp 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)文件，存于記事本當(dāng)中； 第四步： 產(chǎn)生 Lisp 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)文件，存于記事本當(dāng)中； 具體見附錄（源程序）再次利用接口程序?qū)?Lisp 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)文件傳遞給 CAD。 如圖 46 所示： 圖 46 機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)仿 真機(jī)械 臂運(yùn)動(dòng)實(shí)例 30 第五章 械臂運(yùn)動(dòng)實(shí)例 我們在日常生活中見到到得一般機(jī)械臂，譬如：應(yīng)用于刷墻的刷墻機(jī)械臂，應(yīng)用于刷漆的噴漆機(jī)械臂，還有應(yīng)用于焊接的焊接機(jī)械臂等等。 綜上所述： 圖示表明 （ 1）、圖 a、 b、 c 分別反映了機(jī)械臂在 100 次運(yùn)動(dòng)下關(guān)節(jié) 2 的角位移、角速度和角加速度以及機(jī)械臂在路徑上運(yùn)動(dòng)的行程、速度和加速度； （ 2）、通過圖示可以判斷機(jī)械臂是否運(yùn)行流暢，是否存在集中點(diǎn)； （ 3）、針對集中點(diǎn)， 可以更方便地 確定解決方案。 下面我們就以運(yùn)動(dòng)分析圖為例來說明桿 2，桿 3 和桿 4 的運(yùn)動(dòng)所 對應(yīng)的角度 1? 、 2? 和路程 S 的變化規(guī)律 首先，創(chuàng)建一個(gè)程序模塊，然后運(yùn)用 Lisp 語言創(chuàng)建一個(gè)機(jī)械臂的模型，使用路徑來捕捉程序模塊，返回 Lisp 程序中計(jì)算數(shù) 據(jù)，然后再將程序存入 Matlab文件當(dāng)中， Matlab 分析并計(jì)算模塊，在這當(dāng)中：首先要獲取原始文件，其次，計(jì)算各個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)在時(shí)間變化的條件下的 1? 、 2? 、 S，最后產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)文件。由于解析法表達(dá)不直觀，因此，這里我們運(yùn)用圖示的方法來闡釋機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)問題。 運(yùn)動(dòng)分析，一般來講有圖解法和解析法。 用類似的方法可以證明其他各種交換的情況。 設(shè) ()m n ij m nAa??? （ 1）、對 A 進(jìn)行某種初等變換得到的矩陣，等于用相應(yīng)的 m 階初等矩陣左乘 A （ 2）、對 A 進(jìn)行某種初等變換得到的矩陣，等于用相應(yīng)的 m 階初等 矩陣右乘 A 現(xiàn)在證明交換 A 的第 i 行等于用 ()ijI 左乘 A。 圖 42 機(jī)械臂的基本構(gòu)成 基于 MatlabAutoCAD 下的機(jī)械臂仿真 21 機(jī)械臂的基本原理 矩陣變換 對矩陣進(jìn)行一下 3 種變換，稱之為矩陣初等變換。如建筑機(jī)械臂可用來砌墻，抹水泥地面，安裝天花板，搬用玻璃，預(yù)訂件等特殊材料；農(nóng)，林，牧用機(jī)器人用于種耕，收割，采果，噴灑農(nóng)藥化肥，擠奶等；水下機(jī)器人可用于深海探測，沉船打撈和海洋礦產(chǎn)，漁業(yè)的開發(fā)，建立海上牧場；此外機(jī)械臂還有大量軍事應(yīng)用，個(gè)發(fā)達(dá)國家開發(fā) 了許多海，陸，空戰(zhàn)用機(jī)器人，以顯示軍事現(xiàn)代化的實(shí)力。 具體構(gòu)成 如圖 42 所示： 構(gòu)件 1：固定桿 構(gòu)件 2 和 3：連接桿 構(gòu)件 4： 位移 桿 機(jī)械臂的用途 走進(jìn) 21 世紀(jì)，社會(huì)步入自動(dòng)化時(shí)代，越來越多的人力勞動(dòng)被機(jī)器 所代替，然而，機(jī)械臂的出現(xiàn)為社會(huì)的發(fā)展起了巨大的推動(dòng)的作用。 機(jī)械臂介紹及運(yùn)動(dòng)分析 基于 MatlabAutoCAD 下的機(jī)械臂仿真 20 機(jī)械臂介紹 機(jī)械臂定義 機(jī)械臂是一種應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)上的一種簡單的操作機(jī)構(gòu)；在工作中可以按人們的要求完成一些簡單的預(yù)定的任務(wù) 或 命令； 它 的方便和快捷 性 在建筑業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等重要領(lǐng)域上發(fā)揮著重要作