对于adams的焊接机器人逆运动学求解

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1、·电气与自动化·谢黎明，等·基于ADAMS的焊接机器人逆运动学求解基于ADAMS的焊接机器人逆运动学求解谢黎明，张秀林．靳岚(兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州730050)摘要：为了解决机器人运动学方程中的角度耦合问题，采用D—H方法建立了机器人的正运动学方程的数学模型．以PUMA560为研究对象求解，用ADAMS软件进行了仿真，其仿真结果与正运动学方程求解结果相近．验证了正运动学方程数学模型的正确性。在此基础上，采用解析法推导了焊接机器人逆运动学方程。此方法在整个推导过程中仅使用了逆矩阵相乘，解除了角度之间的耦合，推导出了各角的求解公式。此方法可为焊接机器人轨迹规划奠定

2、基础。关键词：机器人；逆运动学；PUMA560机械手；解析法；ADAMS中图分类号：TP242文献标志码：A文章编号：1671—5276(2014)05—014604SolvingInverseKinematicsEquationsofWeldingRobotBasedonADAMSXIELi—ruing，ZHANGXiu—lin，JINLan(SchoolofMechanicalandElectronicalEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China)Abstract：Inordertosol

3、vetherobotkinematicsequationfortheanglecouplingproblem，thispaperestablishestherobotforwardki—nematicsequationmathematicalmodel，takesPUMA5~astheobjectofstudyandusesADAMSsoftwareforsimulatingit．ThesJmu—lationresultissimilartooneofsolvingtheforwardkinematicsequation，verifiesthecorrectnessofit

4、smathematicalmode1．Onthisbasis，weldingrobotinversekinematicsequationisdeducedbytheanalyticalmethod．Theinversematrixmultiplicationisonlyusedinthederivationinthissystemtoremovethecouplingbetweenanglesanddeducetheformulasofeachangle．Thefoundationislaidfortheweldingrobottrajectoryplanning．Keyw

5、ords：robot；inversekinematics；PUMArobot；analyticsolution；ADAMS动学逆解分析，用单个或多个(：+。)矩阵左乘。A矩阵，0引言使得方程右边不再包括这个角度，于是就可以找到产生角度的正弦值和余弦值的元素，并进而求得相应的角度，完机械手的逆运动学在机器人的运动学及轨迹规划中成运动学方程的求逆。都是非常重要的课题，因机械手逆运动问题随着运动关节的增多而越来越复杂．要建立通用的算法相当困难。对逆机器人的正运动学模型运动方程求解提出了解析法_1]、几何法[2]、迭代法[、几何一解析法l4J以及一些新的解析法[]：近年来．相继提出

6、机器人运动学的分析是机器人轨迹规划研究的基础，采用遗传算法[6]、神经网络理论]、遗传粒子群算法]、包括正运动学问题和逆运动学问题，其中逆运动学应用比基于信赖域的优化算法_9]等。其中．Paul[]、王奇志¨l等较多，而正运动学数学模型的建立是运动学求逆的关键。分别对PUMA560机器人在d，=0．d。≠0条件下的逆运动所以，首先建立了机器人正运动学数学模型，以PUMA560方程提出了相应的解析法。但此法在实际应用中要直接为研究对象进行求解计算，用ADAMS软件仿真，并与计得到完全正确的8组逆解仍不是件易事，有时出现8组逆算结果相对比，验证了所建正运动学模型的正确性，为后解

7、中有几组不是真解。刘松国3]等提出的迭代法的收敛续的运动学求逆奠定了基础。速度要远高于其他算法，但由于受雅可比矩阵的制约，不1．1正运动学分析一定能求解出工作空问所有可行点的逆解王洪斌_7采用神经网络理论求解逆运动，但由于神经网络结构对最终采用D—H方法⋯来表示此连杆坐标系与上一连杆结果影响的不确定性及需要大量已知训练样本，使这一问坐标系之间的关系，相邻两连杆的空间关系矩阵为连杆变题未能得到很好的解决。陈宁[5提出了一种新的解析换矩阵。建立的齐次变换矩阵为：法，推导出直接计算各转角变量正、余弦值的公式．计算C⋯一S