發(fā)布時(shí)間：2022-02-10 16:17

　　隨著機(jī)器人工作環(huán)境復(fù)雜程度越來越高,七自由度機(jī)器人以其高靈活度和適應(yīng)性在實(shí)際作業(yè)中顯得更加重要。其中,能否準(zhǔn)確求解機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)是保證機(jī)器人達(dá)到作業(yè)要求的基礎(chǔ)。運(yùn)動(dòng)學(xué)求解方法可分為數(shù)值解和封閉解兩大類,但是數(shù)值解存在精度低和實(shí)時(shí)性差的問題,不適用于多自由度機(jī)器人求解;當(dāng)前封閉解法求冗余機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)主要為Paden-Kahan子問題法,但這種方法對機(jī)器人結(jié)構(gòu)具有特殊要求,不具備通用性。本文給出一種能夠?qū)θ我庀噜弮蓚�(gè)關(guān)節(jié)角度進(jìn)行求解的新型子問題算法,并用此算法對七自由度機(jī)器人進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解�；诖�,首先將七自由度機(jī)器人前四個(gè)關(guān)節(jié)分解為兩個(gè)二階問題,然后運(yùn)用新型子問題算法對這兩個(gè)二階問題進(jìn)行計(jì)算,最后結(jié)合現(xiàn)有的Paden-Kahan子問題思想計(jì)算后三個(gè)關(guān)節(jié)便可完整求解七自由度機(jī)器人各關(guān)節(jié)角度。這樣就將七自由度機(jī)器人逆解問題轉(zhuǎn)化為了新型子問題進(jìn)行求解,降低了計(jì)算量,使得計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。論文具體內(nèi)容如下:首先,運(yùn)用旋量理論建立七自由度帶電作業(yè)機(jī)器人指數(shù)積（POE）模型,并求解機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)末端位姿矩陣。為了驗(yàn)證模型建立的正確性和所得正解的奇異性,對機(jī)器人單個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)以及連續(xù)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)末端位姿變... 

【文章來源】：山東科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?—般剛體運(yùn)動(dòng)??Ｆｉｇ．?２．１?Ｇｅｎｅｒａｌ?ｒｉｇｉｄ?ｂｏｄｙ?ｍｏｔｉｏｎ??

ｗ乙?＾??圖２．１?—般剛體運(yùn)動(dòng)??Ｆｉｇ．?２．１?Ｇｅｎｅｒａｌ?ｒｉｇｉｄ?ｂｏｄｙ?ｍｏｔｉｏｎ??當(dāng)前對于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究，一般情況下是研宂剛體繞給定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和沿??給定軸移動(dòng)兩個(gè)方面，即剛體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一般情況下滿??足兩個(gè)性質(zhì)：一種是用《的向量表達(dá)式形式來表示的，一種是??用《的反對稱矩陣來表示的，如式（２．４）。??０?一?ｘ３?ｘ２??Ｓ＝?ｘ３?０?－ｊｃ，?（２．４）??一?ｊｃ２?ｘｘ?０??圖２．２旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)??Ｆｉｇ．?２．２?Ｒｏｔａｒｙ?ｍｏｔｉｏｎ??圖２．２表示為剛體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，虛線坐標(biāo)系表示為相對于世界坐標(biāo)系Ｏｙｚ??的物體坐標(biāo)系，３；ｒａ，％？為物體坐標(biāo)系中的三個(gè)坐標(biāo)軸，這三個(gè)坐標(biāo)軸矢??量形式可以用矩陣凡來表示

?機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)??圖２．３描述的為機(jī)器人其中的一個(gè)連桿繞定軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中，〇為旋??轉(zhuǎn)軸，且｜｜＜ｙ｜｜?＝?ｌ。若一點(diǎn)；？以單位速度繞似軸由Ｐ（〇）轉(zhuǎn)動(dòng)到＿Ｐ（／），則點(diǎn)的速??度可表示為：??ｐ?＝?ｃ〇ｘ．ｐ｛ｔ）?＝?ｃｂｐ｛ｔ）?（２．６）??■Ｘ??圖２．３剛體上一點(diǎn)繞似軸轉(zhuǎn)動(dòng)??Ｆｉｇ．?２．３?Ｔｈｅ?ｐｏｉｎｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｉｇｉｄ?ｂｏｄｙ?ｒｅｖｏｌｖｅｓ?ａｒｏｕｎｄ?ｔｈｅ?ＣＯ?ｓｈａｆｔ??將式（２．６）兩邊進(jìn)行積分可得：??ｐ（〇?＝?ｅ＞（〇）?（２．７）??式中，為點(diǎn)ｐ的初始位置矩陣，一為矩陣指數(shù)，由指數(shù)定義可知：??ｅ０３＇?＝Ｉ?＋?ａｔ＋＾￣＋?＾￣＾＋…＋?＾￣￣（２．８）??２！?３！?ｎ＼??又剛體每旋轉(zhuǎn)一次都能夠用一個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣進(jìn)行表示，所以，若剛體圍繞軸０??以單位速度旋轉(zhuǎn)０角，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)矩陣便可表示為：??Ｒ（ｃｏ，ｄ）?＝?ｅｉ，９?（２．９）??基于此，旋轉(zhuǎn)矩陣亦可有形式：??＝?１?＋?６）６＋?＋?＋?＋?（２．１０）??２！?３！?ｎ＼??即：??（⑷３?ｗｒ１〕．?ｆ?⑷２?（內(nèi)４?⑷”?＂ｕ??Ｉ?３�。ú罚保�?Ｌ２！?４！?？！?Ｊ??當(dāng)｜｜必｜｜?＝?１時(shí)，式（２．１１）可化簡為：??＝Ｉ?＋?６）ｓｍ６?＋?ｃｂ２?（ｌ－ｃｏｓ＾）?（２．１２）??當(dāng)｜｜？｜卜１時(shí)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3619144