带指向机构二自由度机械臂的运动学分析

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方法主要有 :解析法 ,几何法 和迭代法[5-8]。其 中文献喂 出的解 计 不 太 适合 。
析算法对后来 的机器臂 的逆运动学问题研究有着指导性 的意义 ,
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机 械 设 计 与 制 造
Machinery Design & Manufacture
第 06期 2017年 O6月
带指 向机构二 自由度机械臂 的运动 学分析
杨 立峰 ,姚 新 兆 ,王铭 军 。
(1.平顶山工业职业技术学院 科研处 ,河南 平顶 山 467000;2.平顶 山工业职业技术学 院 教务处 ,河南 平顶山 467000; 3.郑州大学 数学与统计学院 ,河南 郑州 450001)
摘 要 :机械臂 的正运动学以及逆运动学一 直是机械臂研究领域的基础 以及关键 性问题 ,这里针对于一种带指向机构的 二 自由度机械臂 ,提 出了一种基 于几何法的运动 学分析 ,根据机械臂 的结构特点和运动约束 ,对机械臂 的运 动学进行分 析 ,建立 了该类型机械臂的运 动学模型 ,通过几何 方法得到 了以关节角度 为变量 的运动学模 型 ,并在理论推 导的基础上 编写该机械臂 的分析界 面,仿真验证 了正运动学模型以及运动 学逆解的正确性 ,运动学逆解可以用于机械臂指向机构 的 精 确 定位 以及轨 迹 规 划 。 关键词:指向机构 ;几何法 ;运动学分析 ;分析界面 中图 分 类 号 :TH16;TP241 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1001—3997(2017)06—0230—04
Kinem atic Analysis of Two Degree of Freedom M anipulator w ith A Pointing M echanism
YANG Li—feng ,YA0 Xin—zhao2.WANG Ming-jan (1.Pingdingshan Industrial College of Technology,Research Department,He’nan Pingdingshan 467000,China;2.Pingdings—
base on geometric method.A ccording to the structural cha racteristics o f the ma n ipula tor and motion constraints,we a n a lysed the kinematic of the ma n ipula tor and establishedthe type of manipulator’ kinematic mode1.We have got the kinematic model whose variable is the value ofjointthrough geometric me thod and wrote the correspondingkinema tic a nalysi s inte ̄a ce to veri fy the correctness of the kinemarie me thod about the forward a nd inverse kinematic of the mode1.The inverse kinematics solution cart be used in the precise positioning an d trajectory plan ning ofthe robot a rm pointing mecha nism.
Key W ords:Pointing M echanism ;Geom etrical M ethod;Kinem atics Analysis;Analysis Interface
1 引言
迭代法是 目前机械臂最通用的解法 ,其主要思想是是将运动学正
串联机械臂是一类应用非常广泛 的机械装置 ,机械臂是一 向求解方程的两侧依次乘以各个变换矩阵的逆矩阵 ,从而分离出
ban Industrial College of Technology ,Dean’S Office,He’nan Pingdingshan 467000,China;3Zhengzhou University,School of
Mathematics and Statistics,He’nan Zhengzhou 450001,China)
领域以及工厂 自动化生产线。
不存在运动学逆解 ,且逆解存在与否难 以直观判断 ,因此 ,传统的
机械臂的正运 动学 以及逆运动学一直是机械臂研究领域 的 在笛卡尔空间进行轨迹规划 ,并利用代数逆解法求取 目标位姿对
基础 以及关键性问题 ,目前 国内外学者对于机械臂运动学的研究 应 的关节角度值的方法对 于少 于源自文库6自由度机械臂的运 动算 法设
Abstract:FOrward kinematics and inverse kinematics of the manipula tor has been the basic research in the f ield 0,
mecha n ical 0 and the key problems. For the two DOF manipula tor with a pointing mecha n ism .we ha s proposed a method
种模仿人手臂的一种 自动化的机械装置 ,在很多情况下可 以代替 易于求解的关节 角变量 ,进而进行求解 ,但对 于少于 6自由度的
人工进行操作 ,大大的提高了工作时 的效率 ,对 于实现工业 自动 机械臂 ,由于其 自由度数不足 6不能以任意姿态逼近同一 目标位
化起到 了很重要的作用 ,因此被广泛 的应用于航空航天 、原子能 置 ,进而造成在笛卡尔空间轨迹规划所得到的轨迹节点 目标位姿
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