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码垛机器人的运动学分析与残余振动抑制研究中码垛机器人的运动学正解

时间：2017-07-25 来源：机器人在线阅读：8056 原创

根据码垛机器人的机构参数和已经建立的坐标系，如图3.2和3.3所示，可得到各连杆参数如表3.1所示。

变换矩阵3-(8)描述的是手爪(末端执行器)坐标系{5}相对基坐标系{0}的包含各转动关节变量的位置和姿态关系。根据末端齐次变换矩阵3- (5)和码垛机器人变换矩阵3一(9)可知，码机器人的运动学方程可表示为

根据式3- (10)知，手爪(末端执行器)位姿与各关节转动角度间的关系如式3- (11)所示。

根据运动学正解得到的表达式3-(11)知，可通过各关节的旋转角度，计算末端执行器在空间的姿态。在运动学正解的基础上，为得到各关节旋转变量需要进行运动学逆解。

3.2.2码垛机器人的运动学逆解

运动学逆解是实现机械臂定位控制和轨迹跟踪控制的基础，且逆解算法直接影响码垛机器人控制器的性能。为求得各转动关节变量的表达式，本文详细的介绍了运动学逆解的推导过程。

至此便可根据末端执行器的位置和姿态推导出各关节转动角度变量的表达式，如式3-(14) , 3-(16) , 3-(18) , 3-(19) , 3-(22)所示，但表达式中各关节变量存在多解的情况，为此需要根据表3.1所示的关节变量的工作范围及动作的连续性选择一组最优解。

本文在运动学逆解算法中所选择的一组逆解表达式为

通过逆解得到的各关节角度变量表达式3- (23)，可驱动码垛机器人到达期望的位置。在编写运动控制程序时，各关节角度变量的表达式应尽量简洁，即要求在最短的时间内完成更多的逆解计算，从而提高计算速度和控制精度。

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