puma250机器人运动学分析

焊接机器人运动分析摘要：针对puma250焊接机器人，分析了它的正运动学、逆运动学的问题。采用D-H坐标系对机器人puma250建立6个关节的坐标系并获取D-H参数，并对其运动建立数学模型用MATLAB编程，同时仿真正运动学、逆运动学求解和轨迹规划利用pro-e对puma250建模三维模型。关键词：puma250焊接机器人；正逆解；pro-e；Matlab；仿真一、建立机器手三维图Puma250机器人,具有6各自由度，即6个关节，其构成示意图如图1。各连杆包括腰部、两个臀部、腕部和手抓。设腰部为1连杆，两个臀部分别为2、3连杆，腰部为4连杆，手抓为5、6连杆，基座不包含在连杆范围之内，但看作0连杆，其中关节2、3、4使机械手工作空间可达空间成为灵活空间。1关节连接1连杆与基座0,2关节连接2连杆与1连杆，3关节连接3连杆与2连按，4关节连接4连杆与3连杆，5关节连接5连杆与4连杆。各连杆坐标系如图2所示。图1puma250机器人二、建立连杆直角坐标系。三、根据坐标系确定D-H表。D-H参数表连杆iθidiaiɑi190°0002000-90°304804-90°08-90°5-90°00-90°6020-90°四、利用MATLAB编程求机械手仿真图。L1=Link([pi/20000],'standard');L2=Link([000-pi/20],'standard');L3=Link([0-4800],'standard');L4=Link([-pi/20800],'standard');L5=Link([-pi/200-pi/20],'standard');L6=Link([020-pi/20],'standard');bot=SerialLink([L1L2L3L4L5L6],'name','ROBOT');bot.plot([000000])t=[0:0.01:1];q1=[000000];q2=[-pi/40pi/40-pi/40];[q,qd,qdd]=jtraj(q1,q2,t);plot(bot,q)%机器人由q1状态旋转到q2状态subplot(2,2,1);plot(t,q(:,2));subplot(2,2,2);plot(t,qd(:,2));subplot(2,2,3);plot(t,qdd(:,2))%q1到q2状态位移、速度、加速度五、求正逆向运动学。1、所谓运动学正问题，就是对于机器人,给定杆件的几何参数和关节的位移,求解末端连杆坐标系相对于基坐标系的位姿。为求解运动学方程式,用齐次变换矩阵i-1Ai来描述第i坐标系相对于(i-1)坐标系的位置和方位，第i坐标系相对于机座坐标系位姿的齐次变换矩阵0Ti,表示为：0Ti=0A11A2…i-1AiT=bot.fkine(q2)%正向运动学方程（变换矩阵）T=0.7071-0.0000-0.70715.1716-0.7071-0.0000-0.7071-10.828401.0000-0.0000-13.31370001.00002、若末端连杆的位姿已经给定,即n,o,a和p为已知,则求关节变量1,2,,6的值称为运动反解q0=bot.ikine(T)%逆向运动学（关节变量）q0=-2.3059-2.30592.06250.4921-2.1181-0.9020六、求q2状态的雅克比矩阵J=bot.jacob0(q2)J=10.828410.8284-9.4142-5.4142-1.414205.17165.17169.41425.41421.4142000-11.3137-5.656900-0.0000-0.00000.70710.70710.70710.0000-0.0000-0.00000.70710.70710.70710.00001.00001.00000.00000.00000.0000-1.0000七、Simulink函数（利用框图设计环境实现机器手轨迹动态仿真）sl_rrmc2