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大直径对接管焊接机器人的运动学正解

时间：2017-10-24 来源：机器人在线阅读：7491 原创

大直径对接管焊接机器人的运动学正解

机器人的正解是，己知大直径管对接焊接机器人的臂杆几何参数和关节的运动参数(如表4-1所示)，确定执行机构(焊枪)相对参考坐标系的位姿，即己知臂杆几何参数和关节变量θ1、d1和d2，确定执行机构位姿各矢量n、a、o和p，其求解流程简图4-2。

大直径对接管焊接机器人的运动学逆解

运动学的逆解就是己知机器人执行机构(焊枪)的位置和姿态，以及各臂杆的几何参数，确定满足设计要求时各关节的运动参数，使驱动各关节的驱动电机时，执行机构能到达所要求的位姿，这便是本论文所要研究的运动学逆问题。运动学逆解如式 (4-8)所示。

求机器人运动学逆解，就是利用运动学矩阵方程相应元素左右相等的原理，得出一列多元未知数的方程组，通过求方程组的解来得出机器人各关节的运动参数。求机器人运动学逆解的方法有多种，主要有代数法、几何法和数值法三种。我们经常用的就是Paul提出来的代数法中的反变换法

所谓反变换法就是依次将相邻臂杆之间的齐次变换矩阵左乘于运动学方程式，每乘一次，便可从得到的矩阵方程中确定一组函数方程式，在这些函数中可选择只包含一个或不多于两个待求关节变量的方程式进行求解，从而求出各关节的运动参数。

所求得的解可能为一组解，也可能为多组解，所以得通过一定的方法选出适合实际运动过程的一组解。通常根据机器人的运动空间及机器人的避障要求来剔除多余的解，从而得到适合自己运动要求的一组解。

我们主要对焊接机器人运动学做了理论分析。先采用D-H表示法建立了焊接机器人的坐标系，并确定了臂杆的几何参数和各关节的运动参数，接下来分析几何参数、各关节的运动参数和执行机构位姿之间的关系，即焊接机器人的运动学正、逆解问题。己知臂杆几何参数和关节运动参数，求执行机构(焊枪)的位姿，便是机器人的正分析;己知臂杆几何参数和执行机构(焊枪)的位姿，求各关节之间的运动参数，便是机器人的逆分析。