PUMA机器人正逆运动学推导及运动空间解算-机器人技术大作业.pdf

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1、PUMA机器人正逆运动学推导及运动空间解算求解：①建立坐标系；②给出D-H参数表；③推导正、逆运动学；④编程得工作空间1.建立坐标系根据PUMA机器人运动自由度，在各关节处建立坐标系如图2所示。图1PUMA560机器人坐标系图2.D-H参数表D-H参数表可根据坐标系设定而得出，见表1。(1)为绕Z轴从X到X的角度；ii1i1i(2)为绕X轴从Z到Z的角度；i1ii1i(3)a为沿X轴从Z与X交点到O的距离；i1ii1ii(4)d为沿Z轴从Z与X交点到O的距离。ii1i1ii1表1PUM

2、A机器人的杆件参数表连杆i变量ii1ai1di变量范围11909000160~1602200a2d2225~45339090a3045~225440900d4110~1705509000100~10066000d6266~2663.正运动学推导由坐标系图及各杆件参数可得个连杆变换矩阵。cs00cs0ca112222sc00sc0sa0T111T22

3、22120110001d200010001c0scacs00333344s0csasc002T33333T44340100010d400010001cs5500cs6600sc00sc004T555T66560100001d600010001根据各连杆变换矩阵相乘，可以得到PUMA560的机械手变换矩阵，其矩阵为关节变量的函数。0

4、012345T6T11T22T33T44T55T660将上述变换矩阵逐个依次相乘可以得到T。6nxoxaxpxnoap0Tyyyy6noapzzzz0001nxccss6514ccc1423css1523scs641ccs1234nycccs6514ccs4231sss1523scc614css2314nzsss4623ccs6235ccs4523oxscss6

5、514ccc1423css1523ccs641ccs1234oysccs6514ccs4231sss1523c6cc14css2314ozscs6235ccs4523css6423axccs1523sss514ccc1423aycss5123scs514ccs4231aaccssz5234523pxcac122ac323ds21d6sss514ccc1423ccs1523cds

6、1423pysac122ac323cd12d6scs514ccs4231c5123ssdss4123pzcd234as22as323dcc6523css4523上式中cscos,sin。23232323将90,0带入上式检验，得结果132456010d2001add0T2466100a30001计算结果与实际结果一致，故上述推导无误。4.逆运动学推导逆运动学推导为由

7、末端位姿noap,,,确定，求解关节变量。ics1100c2s20a20010sc000T1T2212sc00001d11200010001c3s30b3cs44000010001d2T3T434sc00sc00334400010001cs5500cs66000010sc004T5T6656sc000

8、01d556000100011.求1010采用逆变换T左乘T，可得：11601012345T11T6T22T33T44T55T66c11s00nxoxaxpx0010noapyyyy1T6sc00noap11zzzz00010001cnsncosocasacpsp1x1y1