6自由度机械臂正解python代码
时间: 2023-05-28 14:08:02 浏览: 57
由于6自由度机械臂的正解涉及到复杂的矩阵运算,因此需要用到一些Python的数学库,如numpy和sympy。下面是一份示例代码,可以计算出给定关节角度下机械臂的末端位置:
```python
import numpy as np
import sympy as sp
# 机械臂参数
l1 = 1.0 # 第一段长度
l2 = 1.0 # 第二段长度
l3 = 1.0 # 第三段长度
l4 = 1.0 # 第四段长度
l5 = 1.0 # 第五段长度
l6 = 1.0 # 第六段长度
# 关节角度
q1 = sp.symbols('q1')
q2 = sp.symbols('q2')
q3 = sp.symbols('q3')
q4 = sp.symbols('q4')
q5 = sp.symbols('q5')
q6 = sp.symbols('q6')
# DH参数表
dh_params = [
[0, 0, l1, q1],
[-sp.pi/2, l2, 0, q2],
[0, l3, 0, q3],
[-sp.pi/2, l4, 0, q4],
[sp.pi/2, 0, 0, q5],
[-sp.pi/2, 0, l6, q6]
]
# 生成变换矩阵
def get_transform(alpha, a, d, theta):
T = sp.Matrix([
[sp.cos(theta), -sp.sin(theta)*sp.cos(alpha), sp.sin(theta)*sp.sin(alpha), a*sp.cos(theta)],
[sp.sin(theta), sp.cos(theta)*sp.cos(alpha), -sp.cos(theta)*sp.sin(alpha), a*sp.sin(theta)],
[0, sp.sin(alpha), sp.cos(alpha), d],
[0, 0, 0, 1]
])
return T
# 计算正解
T_0_1 = get_transform(*dh_params[0])
T_1_2 = get_transform(*dh_params[1])
T_2_3 = get_transform(*dh_params[2])
T_3_4 = get_transform(*dh_params[3])
T_4_5 = get_transform(*dh_params[4])
T_5_6 = get_transform(*dh_params[5])
T_0_6 = T_0_1 * T_1_2 * T_2_3 * T_3_4 * T_4_5 * T_5_6
# 提取末端位置
x = T_0_6[0, 3]
y = T_0_6[1, 3]
z = T_0_6[2, 3]
# 输出结果
print('x =', x)
print('y =', y)
print('z =', z)
```
在上面的代码中,我们首先定义了机械臂的参数和关节角度,然后使用sympy库定义了符号变量,以便进行符号计算。接着,我们根据DH参数表通过get_transform函数计算出各个变换矩阵,最终得到机械臂的正解。最后,我们提取了末端位置,输出了计算结果。
需要注意的是,由于sympy库的计算速度较慢,因此在实际应用中可能需要使用其他数学库,如numpy等。此外,由于机械臂的正解涉及到多个变换矩阵的相乘,因此在计算过程中需要注意矩阵乘法的顺序和维度。
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