码垛机器人运动学仿真

时间：2017-12-05 来源：机器人在线阅读：9402

码垛机器人运动学仿真

本文采用MATLAB中的Robotic Toolbox对码垛机器人的运动学进行仿真。前面本文采用了D-H方法建立了码垛机器人的运动学方程，采用MATLAB环境下建立机器人运动学仿真模型，其目的在于验证运动学方程的正确性，通过对码垛机器人模型的手动控制以及轨迹规划仿真可以使机器人的运动研究过程变得更为直观。

Robotic Toolbox可以建立三维仿真模型，拖动各关节滑块，可以改变关节的位置。在建立三维模型，首先，给出各关节的参数模型，然后指明标准类型为“Standard”还是“Modified"，本文选用的是“Modified”标准，代表采用的是改进D-H方法。

(1)模型的建立

采用Robotic Toolbox中带有的函数Link([alpha A theta D Sigma],'modified')其中，alpha代表关节扭角;A表示连杆长度;theta表示关节角;D代表偏置;Sigma表示模型的形状，一般为“0”表示转动关节，"1”表示移动关节。然后调用robot(Link{ })和drivebot建立机器人模型。

通过调节图3.8中q1, q2, q3以及q4中的滑块即可调节各关节的位置。

图3.10是根据码垛机器人模型的运动绘制出来的运动曲线图。从图3.10可以看出，转动关节1角位移从0开始逐渐变为1.6rad，关节2, 3, 4也由0变为相应的值;各关节初始值均为0，速度的最值出现在中间10s时刻;可以看出各关节的加速度初始值、结束值均为0，同时在5 s钟时刻和15s钟时刻有两个极值且为一正一负。所以该机器人位移曲线相对比较平滑，速度与加速度连续，进而说明在此过程中的码垛机器人各关节运行比较平稳，不会出现较大的振动。

本章主要是对本文所设计的码垛机器人的运动学分析。章节开始利用D-H方法对码垛机器人的连杆坐标系建立，进而的得到运动学正解，即运动学方程;然后，利用运动学方程，结合三角变换，实现了运动学逆解，得到关节变量;再者，通过对机器人雅可比矩阵的建立，分析了操作空间与关节空间的映射关系;随后给出了机器人的运动学空间仿真，实现了预期对机器人运动空间要求的目标;最后通过使用MATLAB内含有的robotic toolbox模块实现了开发设备的模型创建，设置机器人相应的参数，对机器人进行仿真，得出各关节的位移、速度以及加速度仿真曲线。