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面向超大船体外表面的喷涂机械臂研究中喷涂机械臂运动学分析及动力学仿真

时间：2017-08-23 来源：机器人在线 阅读：6681 原创
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第3章喷涂机械臂运动学分析及动力学仿真

3.1引言
喷涂机器人在进行机械臂运动学时，只需考虑机械臂末端的运动特性与各关节之间的关系，而不考虑机械臂产生运动时各关节所需要施加的力。本章运用D-H参数法求解机械臂的正运动学，采用遍历迭代法求解机械臂的逆运动学，从而获得机械臂末端位置和姿态与各关节角度之间的关系;建立机械臂的雅克比矩阵，来计算机械臂末端的速度和加速度与各关节转动速度和加速度的关系。此外，为保证机械臂的作业空间需要和运动灵活性，利用Matlab软件对机械臂的工作空间进行解算分析。
为了保证机械臂在极限运动状态下，各关节能提供足够的驱动力，运用ADAMS软件对机械臂进行了在极限状态下的动力学仿真，保证机械臂运动的可靠性。
3.2船体外表面喷涂机械臂运动学分析
基于D-H参数法，对所研制的喷涂机械臂进行正运动学分析与解算，针对所设计喷涂机械臂手腕存在诱导运动的特点，采用遍历迭代法对机械臂的逆运动学进行求解。
3.2.1 D-H正运动学求解
 
3.2.2基于遍历迭代法的逆运动学求解
针对上述提出的目标优化函数，采用遍历迭代的求解算法，对机械臂的逆
运动学进行求解，遍历迭代算法的流程图如图3-2所示。
3.2.3机械臂运动学验证
根据计算上面得到的机械臂正逆解，利用Matlab对机械臂的各关节角度进行正逆解运算，首先给定各关节角的角度值，通过上面解得的机械臂正运动学得到机械臂末端的位置姿态矩阵，然后根据所得到的机械臂末端的位置姿态矩阵，通过计算所得的机械臂逆运动学得到各关节角度值，对比得到的各关节角度与给定的关节角度之间的偏差验证可得机械臂运动学是正确的。
喷涂机器人对比表3-2与3-3可知，基于D-H参数的机械臂正运动学与基于遍历迭代法的逆运动学是正确的。
喷涂机器人 面向超大船体外表面的喷涂机械臂研究 技术干货
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