机器人作为二十世纪*伟大的发明之一,已经广泛应用在工业、农业、军事、医疗等各个领域。机器人的应用不仅大大降低了人工成本,提高了生产效率,而且对于一些复杂危险的作业环境,机器人也同样能够胜任,从而保障了工作人员的人身安全。机器人学是研究与制造机器人的基础,所涉及的学科非常广泛,包括数学、运动学、动力学、控制理论、人工智能等。虽然目前机器人学被逐步完善,但其还有许多富有挑战性的领域有待人们去研究。

以安川机器人motoman系列中MH-50型六自由度机器人为对象。采用Denavit-Hartenberg坐标变换法建立机器人D-H坐标系,对机器人进行正逆运动学分析研究,推导出正运动学方程及求解逆运动学封闭解。在matlab中应用robotics toolbox,结合机器人D-H参数变量,搭建三维模型。然后以正运动学结果为理论基础,运用蒙特卡罗方法,设计matlab仿真程序。利用Rand函数生成的均匀随机值,以打点方式描绘出机器人末端执行器的三维工作空间,检验其是否存在空洞或空腔。 

对机器人路径进行插补计算,分别采用空间直线插补法和圆弧插补法计算插补点坐标值,规划机器人运动路径。然后对机器人关节空间进行轨迹规划,分别采用三次多项式插值法和五次多项式插值法。对过中间路径点的机器人运动轨迹规划后,在matlab中仿真出六个关节的位移、速度和加速度曲线,比较仿真结果选取*优规划方法。以达到机器人在运动过程中不产生加速度突变,使电机能够平稳运行的目的。 通过以上对MH-50型六自由度机器人,加深了对串联机器人运动的理解,对以后的机器人动力学及控制起到了铺垫作用,为自主设计机器人提供了理论依据和必要参数。

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