工業(yè)機器人三維仿真及其運動控制研究.pdf

1、當前，隨著工業(yè)化水平的不斷提高，以工業(yè)機器人為核心的第三次工業(yè)革命正在席卷全球，工業(yè)機器人正在以前所未有的速度向前發(fā)展。它很好地把人類從危險、惡劣的工作環(huán)境中解放出來，如進行搬運，噴涂，弧焊等工作任務。然而這些工作任務的執(zhí)行，離不開機器人的運動規(guī)劃及控制。
　　本文以ABB IRB120工業(yè)機器人為研究對象，對機器人的運動控制中軌跡規(guī)劃進行研究，并設計了機器人的三維仿真及運動控制的軟件平臺。
　　首先，對機器人的逆向運動學求

2、解算法進行了分析，并針對具體的ABB IRB120工業(yè)機器人的解析解，詳細推導了各個關節(jié)角度的求解公式，并給出了一種最優(yōu)解的選取方法。同時基于機器人的微分運動，設計了一種基于雅克比矩陣的通用6R工業(yè)機器人的逆向運動學求解算法。
　　其次，根據機器人各個模塊相鄰坐標系之間的變換關系，設計了一種基于DH參數的模塊化機器人構造算法。根據這種構造算法，對典型3D模型文件進行分析，采用OpenGL作為圖形接口，完成模塊化工業(yè)機器人的三維造型

3、仿真。
　　再次，對工業(yè)機器人的運動軌跡規(guī)劃進行了研究。針對機器人關節(jié)空間的運動約束，給出了幾種典型的運動規(guī)劃函數來描述。同時對于機器人的連續(xù)軌跡控制，在笛卡爾空間下將其與關節(jié)空間的運動約束聯(lián)合起來，提出了一種基于三次多項式的運動軌跡規(guī)劃方法，可以保證角速度不至于出現(xiàn)突變的狀況。
　　最后，搭建了工業(yè)機器人三維仿真及運動控制的軟件平臺。該軟件平臺可以完成機器人的模塊化構造，并可以對機器人進行運動學分析及運動控制的仿真實驗。同