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时间:2020-03-24
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1、第2期组合机床与自动化加工技术No.22014年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb.2014文章编号:1001—2265(2014)02—0069—03DOI:10.13462/j.enki.mmtamt.2014.02.018关节型机器人运动仿真平台的研究陈礼聪,柯建宏,代朝旭(昆明理工大学机电工程学院,昆明650500)摘要:设计一个基于软件二次开发并以协同方式工作的机器人运动仿真平台,所以需要解决协同工作时仿真规划与仿真实现的问题。首先对5自
2、由度关节机器人进行运动学分析和对样条函数进行研究。然后提出将样条规划函数展开为多项式形式并用系数矩阵表达,该矩阵使各阶数的样条函数具有统一的形式,代替插值点位置坐标与时间坐标传递能够减少协同仿真时交互数据量。系数矩阵与时间序列的运算重构出轨迹函数实现动态仿真。仿真实验结果说明仿真平台易于构建和扩充,可为机器人设计提供参考。关键词:机器人;软件协同;运动仿真平台;样条函数表达和重构中图分类号:TH165;TG65文献标识码:AResearchonSimulationPIatformforJointRobotCHENLi-eo
3、ng,KEJian-hong,DAIZhao—XU(FacultyofMechanicalandElectricalEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650500,China)Abstract:Asoftwaresecondarydevelopmentandcooperativeworkbasedkinematicssimulationplatformforrobotisdesigned.Tosolvetheproblemofsimulat
4、ionplanningandsimulationimplementation.Firstly,a5一DOFjointrobotmodeliskinematicalanalyzedandthesplineinterpolationexpressionisstudied.Secondly,itcomesupwiththemethodthatsplineinterpolationexpressionistransformedtopolynomialformandex-pressedwithcoeficientmatrix.Eac
5、hordersplinehascommonmatrixtocomunicateSOthatitreducesin—teractivedata.Thecoeficientmatrixoperateswithtimevectortoreconstructthespline.Finally,thesimula—tionexperimentsshowthatthesimulationplatformwhichcanvalidatethecontrolstrategiesiseasytobuildandexpand.Keywords
6、:robot;softwarecooperation;kinematicssimulationplatform;expressionandreconstructionofinterpolation行跟踪,仿真软件需要利用插值点位置坐标与时间坐0引言标完成运动仿真。协同仿真时若直接交互插值点数据机器人在工业领域应用广泛,它的运动规划具有存在数据量大的问题,其次通常设计者关注的是运动重要作用,传统的设计方法存在成本高、效率低等缺仿真的轨迹表达式而并非具体数据。针对以上问题,点。采用仿真技术进行运动规划对机器人扩大应用范本文提出
7、样条函数表达与重构方法来简化仿真步骤和围和完成复杂任务创造有利条件,缩短任务时间,产生提高仿真效率。并对机器人协同运动仿真实验平台进客观的经济效益⋯。行研究与设计,最后通过仿真实验验证仿真平台的效在机器人运动学仿真技术应用中,文献[2]开发果。的仿真系统需从底层开始设计,且功能效果与开发周1机器人模型与运动学期成正比。文献[3]的仿真功能弱,可扩展性差;文献[4]的仿真缺乏具体的三维场景支持。为了快速搭建本文机器人模型的原型机是MOTOMAN-UP6关运动仿真平台,实现各种预期功能,本文的仿真平台利节型串联机器人。由于没有
8、设计执行机构,实际模型用现成的工具软件进行二次开发,并采用协同方式工具有5自由度,按基座到末端的转轴顺序分别是S-Ax—作。isL—AxisU-Axis、R—AxisB-Axis机器人运动仿真的实质是根据给定的运动轨迹进本文采用DH方法建立机器人正向运动学方收稿日期:2013—05—29;修回日期:20
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