機器人手臂下棋運動的逆運動學分析與仿真.pdf

1、本文針對機器人手臂沿棋盤格運動問題展開了研究，對五自由度機器人手臂進行了運動學分析并分別求解出正運動學方程和逆運動學方程，針對機器人手臂末端沿棋盤格的運動進行了路徑規(guī)劃，并對理論分析和算法設(shè)計進行實驗驗證，得到良好的仿真效果。主要研究內(nèi)容為： (1)五自由度下棋機器人手臂的模型建立。根據(jù)機器人手臂下棋運動過程中姿態(tài)與人類相似的原則，對五自由度機器人手臂進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，介紹了各連桿的組成，各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度等參數(shù)，確定了本文要研究的

2、機器人手臂的三維模型。 (2)下棋機器人手臂運動學分析。主要應用D-H坐標變換方法，建立了機器人手臂各關(guān)節(jié)連桿坐標系，表示出各連桿參數(shù)，應用各齊次變換方程連乘求解出正向運動學方程，并采用代數(shù)法求解出各角度方程式，即逆運動學方程。在此基礎(chǔ)上求解出機器人手臂運動控制的雅克比矩陣。 (3)機器人手臂末端沿棋盤格運動的路徑規(guī)劃。按照下棋運動過程中以仿人的姿態(tài)進行運動，本文規(guī)劃了機器人手臂末端在棋盤格上由一點運動到另一點時，沿Be

3、zier曲線或B樣條曲線路徑運動，分別設(shè)定出這兩種曲線的四個控制點。沿B樣條曲線運動時，需要求解出B樣條曲線兩個端點控制點坐標方程，分別給出兩種路徑求解方法。 (4)系統(tǒng)仿真實驗。在對機器人手臂運動學分析和末端沿棋盤格路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)各章求解公式，應用VC++6.0開發(fā)平臺和OpenGL接口進行了三維模型仿真和運動路徑仿真，編程輸出了本文研究的機器人手臂末端沿棋盤格上一點到另一點按照Bezier曲線和B樣條曲線運動的三維模