ABB工业机器人运动学研究报告

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1、ABBIRB6600工业机器人运动学研究报告目录1机器人结构简介12机器人的运动学22.1、机器人正运动学22.2、机器人逆运动学82.2.1求各关节到末端的坐标变换矩阵82.2.2求Jacobian矩阵各列12161机器人结构简介ABB工业机器人可以用于实现喷雾、涂胶、物料搬运、点焊等多种功能，是典型的机械臂，在网络上可以查找到较多的相关资料。本次作业就选取ABBIRB6600机器人作为研究对象，首先对其结构进行简单简介。图1图216ABBIRB6600是六自由度机器人，具有六个旋转关节，底座

2、固定，通过各关节的旋转可以完成三维空间内的运动。图1是ABBIRB6600机器人的照片及工作范围图，图2是其结构简图和各轴的转动的参数。2机器人的运动学在这部分中运用所学知识对ABBIRB6600机器人进行D-H建模并求出对应的转换矩阵，并运用Jacobian法进行逆运动学分析，求出Jacobian变换矩阵。2.1、机器人正运动学为了计算方便把机器人各关节前后两连杆共线作为初始状态，画出结构简图如图3图3图3中的关节7实际上是末端执行机构。运用学过的D-H建模方法建立模型，建模过程中为了方便画出

3、各关节坐标系，将部分连杆进行了拉长，且由于部分关节坐标的Z轴垂直于纸面，所以用X轴Y轴画出坐标系，用右手定则既得到对应的Z轴。最终建立模型如图4：16图4根据图4的可以得到对应的D-H参数表：i变量范围100[-180,180]2900[-65，80]300[-180，60]40-90[-300，300]5-900[-120，120]60-90[-300，300]7（末端）00——由此算出各关节变换矩阵：16将这些关节坐标变换矩阵连乘就得到了由基坐标系到末端的坐标变换矩阵：但是由于矩阵规模较大，

4、不便用矩阵形式写出，所以把malab计算得出的矩阵用分项的形式写出：16sin(θ1)*sin(θ6)+cos(θ6)*(cos(θ5)*(cos(θ1)*sin(θ2)*sin(θ3)-cos(θ1)*cos(θ2)*cos(θ3))+sin(θ5)*(cos(θ1)*cos(θ2)*sin(θ3)+cos(θ1)*cos(θ3)*sin(θ2)))cos(θ6)*sin(θ1)-sin(θ6)*(cos(θ5)*(cos(θ1)*sin(θ2)*sin(θ3)-cos(θ1)*cos(θ2)

5、*cos(θ3))+sin(θ5)*(cos(θ1)*cos(θ2)*sin(θ3)+cos(θ1)*cos(θ3)*sin(θ2)))sin(θ5)*(cos(θ1)*sin(θ2)*sin(θ3)-cos(θ1)*cos(θ2)*cos(θ3))-cos(θ5)*(cos(θ1)*cos(θ2)*sin(θ3)+cos(θ1)*cos(θ3)*sin(θ2)),h5’*(cos(θ1)*sin(θ2)*sin(θ3)-cos(θ1)*cos(θ2)*cos(θ3))-h6*(cos(θ5)*

6、(cos(θ1)*cos(θ2)*sin(θ3)+cos(θ1)*cos(θ3)*sin(θ2))-sin(θ5)*(cos(θ1)*sin(θ2)*sin(θ3)-cos(θ1)*cos(θ2)*cos(θ3)))-h7*(cos(θ5)*(cos(θ1)*cos(θ2)*sin(θ3)+cos(θ1)*cos(θ3)*sin(θ2))-sin(θ5)*(cos(θ1)*sin(θ2)*sin(θ3)-cos(θ1)*cos(θ2)*cos(θ3)))+h2’*cos(θ1)-(h4+h5)*

7、(cos(θ1)*cos(θ2)*sin(θ3)+cos(θ1)*cos(θ3)*sin(θ2))+h7’*(sin(θ1)*sin(θ6)+cos(θ6)*(cos(θ5)*(cos(θ1)*sin(θ2)*sin(θ3)-cos(θ1)*cos(θ2)*cos(θ3))+sin(θ5)*(cos(θ1)*cos(θ2)*sin(θ3)+cos(θ1)*cos(θ3)*sin(θ2))))-h3*cos(θ1)*sin(θ2)cos(θ6)*(cos(θ5)*(sin(θ1)*sin(θ2)*

8、sin(θ3)-cos(θ2)*cos(θ3)*sin(θ1))+sin(θ5)*(cos(θ2)*sin(θ1)*sin(θ3)+cos(θ3)*sin(θ1)*sin(θ2)))-cos(θ1)*sin(θ6),-cos(θ1)*cos(θ6)-sin(θ6)*(cos(θ5)*(sin(θ1)*sin(θ2)*sin(θ3)-cos(θ2)*cos(θ3)*sin(θ1))+sin(θ5)*(cos(θ2)*sin(θ1)*sin(θ3)+cos(θ3)*sin(θ1)*sin(θ2)))