MOTOMAN-HP3机器人运动学建模及其关节范围转换研究

本文主要探讨了MOTOMAN-HP3型机器人的运动学建模，该研究是在2009年由北京工商大学机械工程学院的李颖、辛洪兵、赵东洋和林立四位作者完成。MOTOMAN-HP3是一种工业机器人，其运动学模型的构建对于机器人技术至关重要，因为它涉及到机器人运动的分析、离线编程和轨迹规划等多个核心应用领域。 在建模过程中，作者首先依据MOTOMAN-HP3的特定结构特点，利用Denavit-Hartenberg(D-H)坐标系对其进行描述。D-H坐标系是一种常用的机器人运动学建模工具，它通过关节变量和变换矩阵来描述机器人各关节之间的相对运动。图1展示了机器人的初始本体结构，而图2则详细展示了机器人机构简图以及与其相关的D-H坐标系及其参数。 在实际应用中，由于工业需求的不同，D-H坐标系可能与出厂默认坐标系存在差异。为了保护设备安全，必须对关节变量的默认范围进行调整，以适应实际操作条件。文章指出，运动学正问题涉及已知关节角度求末端执行器的位姿，而运动学逆问题则是根据终端位置和姿态反向求解关节角度。解决这些逆解的方法多种多样，包括解析法、几何法、迭代法、几何解析法、符号法和数值方法等。 作者通过对MOTOMAN-HP3型机器人的运动学正逆解的推导，为机器人运动控制提供了理论基础。这些研究成果不仅有助于深入理解机器人的运动特性，而且在实际生产环境中，能够优化编程策略，提高工作效率和精度。 本文通过对MOTOMAN-HP3机器人运动学模型的构建，以及对关节运动范围转换规律的研究，为机器人运动控制领域的专业人士提供了一个实用且理论扎实的工具，对于推动机器人技术的发展具有重要意义。