六自由度并联机器人运动学正解
时间: 2023-09-13 20:13:39 浏览: 173
六自由度并联机器人的运动学正解可以通过以下步骤求解:
1. 定义机器人的坐标系,确定基座标系和末端执行器坐标系的位置和方向关系。
2. 根据机器人的连接结构和参数,求解机器人的正运动学方程。正运动学方程是指,根据机器人各关节的位置和末端执行器的位置,求解机器人坐标系之间的位置和方向关系。
3. 根据机器人的正运动学方程,可以求解机器人的雅可比矩阵。雅可比矩阵是指,机器人末端执行器在关节空间和笛卡尔空间之间的转换矩阵。
4. 利用雅可比矩阵和末端执行器的速度,可以求解机器人的关节速度。
5. 根据机器人的关节速度和控制算法,可以控制机器人的运动。
以上就是六自由度并联机器人运动学正解的求解步骤。
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带有虎克铰的六自由度并联机器人运动学正解,用matlab写出
以下是用MATLAB实现带有虎克铰的六自由度并联机器人运动学正解的示例代码:
```matlab
% 机器人参数
L1 = 0.5; % 平台半径
L2 = 0.5; % 操作平台半径
L3 = 1; % 虎克铰长度
theta = [pi/3 pi/4 pi/6 pi/2 pi/5 pi/4]; % 关节角度
% 虎克铰初始姿态
R0 = eye(3); % 旋转矩阵
P0 = [0 0 L3]'; % 位置向量
% 计算虎克铰位移和姿态变化量
R = R0;
P = P0;
for i = 1:6
% 虎克铰运动规律
alpha = theta(i);
beta = atan2(L1*sin(alpha), L2+L1*cos(alpha));
gamma = atan2(-L1*cos(alpha), L2+L1*sin(alpha));
delta = atan2(L1*cos(alpha), L2-L1*sin(alpha));
% 计算虎克铰变化量
R = R * [cos(gamma) -sin(gamma)*cos(delta) sin(gamma)*sin(delta);
sin(gamma) cos(gamma)*cos(delta) -cos(gamma)*sin(delta);
0 sin(delta) cos(delta)];
P = P + R*[-L1*sin(alpha); 0; L1*cos(alpha)] + [0; 0; L3];
end
% 计算机器人的关节角度
theta1 = atan2(P(2), P(1));
theta2 = atan2(sqrt(P(1)^2 + P(2)^2 - L1^2), P(3) - L3);
theta3 = atan2(P(3) - L3, sqrt(P(1)^2 + P(2)^2 - L1^2)) - atan2(L1, sqrt(P(1)^2 + P(2)^2 - L1^2));
theta4 = atan2(R(2,3)/sin(theta2), R(1,3)/sin(theta2));
theta5 = atan2(R(3,2)/sin(theta2), -R(3,1)/sin(theta2));
theta6 = atan2(R(2,1)/sin(theta2), R(1,1)/sin(theta2));
% 计算末端执行器的位置和姿态
R6 = [cos(theta4)*cos(theta5)*cos(theta6)-sin(theta4)*sin(theta6) -cos(theta4)*cos(theta5)*sin(theta6)-sin(theta4)*cos(theta6) cos(theta4)*sin(theta5);
sin(theta4)*cos(theta5)*cos(theta6)+cos(theta4)*sin(theta6) -sin(theta4)*cos(theta5)*sin(theta6)+cos(theta4)*cos(theta6) sin(theta4)*sin(theta5);
-sin(theta5)*cos(theta6) sin(theta5)*sin(theta6) cos(theta5)];
P6 = P + R*[0;0;L2-L3];
```
其中,变量`L1`、`L2`和`L3`分别表示平台半径、操作平台半径和虎克铰长度,变量`theta`表示机器人的关节角度。虎克铰的初始姿态由旋转矩阵`R0`和位置向量`P0`表示。在计算虎克铰的位移和姿态变化量时,采用虎克铰的运动规律来计算。最后,根据机器人的关节角度,计算末端执行器的位置和姿态。
用matlab写出程序:牛顿迭代法计算六自由度并联机器人运动学正解
以下是使用Matlab编写牛顿迭代法计算六自由度并联机器人运动学正解的示例程序:
```matlab
function [T] = newton_raphson(theta, d, a, alpha, T_guess, epsilon)
% theta: 关节角度
% d: 关节偏移量
% a: 关节长度
% alpha: 关节旋转角度
% T_guess: 初始猜测的转换矩阵
% epsilon: 收敛误差
% 确定机器人的关节数
num_joints = length(theta);
% 初始化转换矩阵
T = T_guess;
% 设置迭代次数上限
max_iterations = 100;
for i = 1:max_iterations
% 计算正向运动学矩阵
T_current = eye(4);
for j = 1:num_joints
% 计算DH参数
DH_matrix = [cos(theta(j)) -sin(theta(j))*cos(alpha(j)) sin(theta(j))*sin(alpha(j)) a(j)*cos(theta(j));
sin(theta(j)) cos(theta(j))*cos(alpha(j)) -cos(theta(j))*sin(alpha(j)) a(j)*sin(theta(j));
0 sin(alpha(j)) cos(alpha(j)) d(j);
0 0 0 1];
% 更新当前的转换矩阵
T_current = T_current * DH_matrix;
end
% 计算误差
error = T - T_current;
% 检查误差是否小于收敛误差
if norm(error) < epsilon
break;
end
% 计算雅可比矩阵
J = zeros(6, num_joints);
for j = 1:num_joints
% 计算部分导数
partial_derivative = cross([0; 0; 1], T_current(1:3, 4) - T_current(1:3, 3)*d(j));
% 更新雅可比矩阵
J(:, j) = [partial_derivative; T_current(1:3, 3)];
% 更新转换矩阵的关节变量
theta(j) = theta(j) + pinv(J(:, 1:j)) * error;
end
end
end
```
这个程序实现了牛顿迭代法来计算六自由度并联机器人的运动学正解。你可以根据你自己的机器人参数和关节角度来调用这个函数,然后得到机器人末端执行器的位置和姿态。请确保提供正确的DH参数、初始猜测的转换矩阵和收敛误差。
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