杆长可变,静平台和动平台边长可自行定义的3-rps并联机器人工作空间完整matlab程序
时间: 2024-02-23 14:57:48 浏览: 95
以下是一个简单的MATLAB程序,用于计算杆长可变、静平台和动平台边长可自行定义的3-rps并联机器人的工作空间。
```matlab
% 3-rps并联机器人工作空间计算程序
% 假设机器人的静平台和动平台都是由三个杆构成
% 杆长可变,静平台和动平台边长可自行定义
% 定义机器人参数
l1 = 1; % 静平台杆长
l2 = 2; % 动平台杆长
l3_min = 0.5; % 杆长最小值
l3_max = 1.5; % 杆长最大值
% 定义工作空间参数
x_min = -3; % 工作空间x轴最小值
x_max = 3; % 工作空间x轴最大值
y_min = -3; % 工作空间y轴最小值
y_max = 3; % 工作空间y轴最大值
z_min = 0; % 工作空间z轴最小值
z_max = 3; % 工作空间z轴最大值
% 定义分辨率
resolution = 0.1;
% 初始化工作空间矩阵
workspace = zeros(round((x_max - x_min) / resolution), round((y_max - y_min) / resolution), round((z_max - z_min) / resolution));
% 计算工作空间
for x = x_min : resolution : x_max
for y = y_min : resolution : y_max
for z = z_min : resolution : z_max
for l3 = l3_min : resolution : l3_max
% 计算机器人末端位置
[px, py, pz] = forward_kinematics(l1, l2, l3, x, y, z);
% 判断末端位置是否在工作空间内
if px >= x_min && px <= x_max && py >= y_min && py <= y_max && pz >= z_min && pz <= z_max
% 将该点标记为可达
workspace(round((px - x_min) / resolution) + 1, round((py - y_min) / resolution) + 1, round((pz - z_min) / resolution) + 1) = 1;
end
end
end
end
end
% 显示工作空间
[x, y, z] = meshgrid(x_min : resolution : x_max, y_min : resolution : y_max, z_min : resolution : z_max);
scatter3(x(workspace == 1), y(workspace == 1), z(workspace == 1), '.');
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('z');
axis equal;
% 正运动学函数
function [px, py, pz] = forward_kinematics(l1, l2, l3, x, y, z)
% 计算末端位置
px = x + l3 * (2 * l1 * y - 2 * x * l2) / (2 * (l1^2 + l2^2 - 2 * l1 * l2 * cos(120 * pi / 180)));
py = y + l3 * (2 * l1 * x - 2 * y * l2) / (2 * (l1^2 + l2^2 - 2 * l1 * l2 * cos(120 * pi / 180)));
pz = z + l3 * sqrt(1 - ((2 * l1^2 + 2 * l2^2 - l3^2 - (2 * l1 * l2 * cos(120 * pi / 180))) / (2 * l1 * l2))^2);
end
```
在这个程序中,我们首先定义了机器人的参数和工作空间的参数,然后初始化了一个三维矩阵,用于存储工作空间中每个点的可达性。接着,我们使用三重循环遍历工作空间中所有点,并计算机器人末端在该点的位置。如果末端位置在工作空间内,则将该点标记为可达。最后,我们使用scatter3函数将所有可达点可视化展示出来。
需要注意的是,这个程序中的正运动学函数forward_kinematics只适用于静平台和动平台都是由三个杆构成的3-rps并联机器人。如果您需要使用不同的机器人模型,需要编写对应的正运动学函数。
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