用 matlab 代码实现 6 自由度机器人的速度雅可比矩阵的构 造,并建立雅可比矩阵函数,要求:输入参数为 alpha、a、d、theta, 返回 6x6 速度雅可比矩阵;
时间: 2024-02-25 22:54:31 浏览: 123
机器人运动学雅克比矩阵MATLAB实现
下面是用 Matlab 实现 6 自由度机器人的速度雅可比矩阵的构造的代码,并建立雅可比矩阵函数。
```matlab
function Jv = VelocityJacobian(alpha, a, d, theta)
% alpha, a, d, theta 分别为机器人 DH 参数中的四个变量,单位为弧度和米
% Jv 为 6x6 的速度雅可比矩阵
% 机器人的 DH 参数
DH = [alpha(1) a(1) d(1) theta(1);
alpha(2) a(2) d(2) theta(2);
alpha(3) a(3) d(3) theta(3);
alpha(4) a(4) d(4) theta(4);
alpha(5) a(5) d(5) theta(5);
alpha(6) a(6) d(6) theta(6)];
% 初始化基座系下和末端执行器系下的旋转矩阵和平移矩阵
T = cell(1,7);
T{1} = eye(4);
R = cell(1,6);
P = cell(1,6);
% 计算各关节的旋转矩阵和平移矩阵
for i = 1:6
A = [cos(DH(i,4)) -sin(DH(i,4))*cos(DH(i,1)) sin(DH(i,4))*sin(DH(i,1)) DH(i,2)*cos(DH(i,4));
sin(DH(i,4)) cos(DH(i,4))*cos(DH(i,1)) -cos(DH(i,4))*sin(DH(i,1)) DH(i,2)*sin(DH(i,4));
0 sin(DH(i,1)) cos(DH(i,1)) DH(i,3);
0 0 0 1];
T{i+1} = T{i} * A;
R{i} = T{i+1}(1:3,1:3);
P{i} = T{i+1}(1:3,4);
end
% 初始化雅可比矩阵
Jv = zeros(6,6);
% 计算末端执行器系下的位置矢量和旋转矢量
P6 = P{6};
R6 = R{6};
% 计算每个关节对末端执行器系下的位置矢量和旋转矢量的影响
for i = 1:6
Ji = [cross(R{i}(:,3),P6-P{i});
R{i}(:,3)];
Jv(:,i) = Ji;
end
```
使用示例:
```matlab
% 6 自由度机器人的 DH 参数
alpha = [0 -pi/2 0 0 pi/2 -pi/2];
a = [0 0.5 0 1 0 0];
d = [0 0 0.5 0 0 0.1];
theta = [0 pi/3 -pi/6 pi/4 pi/2 0];
% 计算速度雅可比矩阵
Jv = VelocityJacobian(alpha, a, d, theta);
```
以上代码实现了输入机器人 DH 参数,计算出 6 自由度机器人的速度雅可比矩阵的功能。
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