MATLAB Robotics Toolbox：PUMA560机器人建模与LINK函数详解

在MATLAB的Robotics Toolbox中，提供了丰富的函数用于机器人建模和仿真，特别是对于像PUMA560这样的工业机器人。PUMA560是六关节机器人，其运动学建模主要依赖于Denavit-Hartenberg (D-H) 参数，这是一种常见的机器人关节参数表示法。以下是对MATLAB Robotics Toolbox中关键函数的详细解说： 1. `LINK`函数： - `LINK([alphaAthetaD])`: 用于创建一个链接对象，参数`alpha`、`A`、`theta`和`D`分别代表扭转角、杆件长度、关节角和横距，是D-H参数的基本组成部分。 - `LINK([alphaAthetaDsigma])`: 如果`sigma`非零，表明关节类型为移动关节（P关节），否则为旋转关节（R关节）。 - `LINK([alphaAthetaDsigmaoffset])`: 可以指定关节变量的偏移。 - `LINK([alphaAthetaD],CONVENTION)`: `CONVENTION`可选参数，取值为'standard'（标准D-H参数）或'modified'（改进D-H参数），影响参数的处理方式。 `LINK`函数还提供了一些属性访问，如关节角度、长度、类型、惯性矩阵、质量、齿轮向量等，以及检查关节限制和动态特性。 2. `ROBOT`函数： - `ROBOT%`：创建一个空的机器人对象，这是基础的机器人模型开始点。 - `ROBOT(robot)`：创建一个现有机器人对象的副本，便于进行修改和操作而不会影响原始模型。 为了建立PUMA560的机器人模型，你需要按照以下步骤操作： 1. 获取PUMA560的D-H参数，包括每个关节的`alpha`、`A`、`theta`和`D`值，以及关节类型的`sigma`。 2. 使用`LINK`函数为每个关节创建链接对象，根据D-H参数初始化它们的属性。 3. 将这些链接按照PUMA560的实际结构顺序连接起来，形成一个机器人模型。 4. 使用`ROBOT`函数创建一个机器人对象，并将链接连接到适当的位置。 5. 对于模拟或控制，可能还需要调用其他函数，如设置关节速度、力矩限制，计算关节状态，或者执行逆运动学等。 MATLAB Robotics Toolbox提供了强大的工具集，使得在MATLAB环境中构建、分析和仿真复杂的机器人系统变得容易。通过理解并熟练运用`LINK`和`ROBOT`函数，你可以轻松地设计和测试PUMA560以及其他任何机器人的行为。