四自由度机器人的建模和仿真.pdf

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1、第3期组合机床与自动化加工技术NO．32012年3月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueMar．2012文章编号：1001—2265(2012)03—0037—03四自由度机器人的建模和仿真术石磊一．金忠全(1．西南科技大学制造科学与工程学院，四川绵阳621010；2．西南交通大学机械工程学院，成都610000)摘要：以SCARA四自由度机器人为研究对象，利用Pro／E软件建立了四自由度SCARA机器人的各连杆模型，并将各连杆装配为三维模型导入到MATLAB软件中。采用D

2、—H方法建立了四自由度机器人的运动学模型，对四自由度机器人展开了运动学分析，描述了四自由度机器人末端位姿，对四自由度机器人操作界面进行了设计，并构建了四自由度机器人仿真平台。目前阶段得出的仿真结果表明了四自由度机器人仿真平台的可操作性．仿真方法是有效的。关键词：机器人；建模；运动仿真中图分类号：TH24；TG65文献标识码：AModellingandKinematicsSimulationof4。DOFRobotSHILei一，JINZhong—quan(1．SchoolofManufaeturingScienceandEnginee

3、ring，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，MianyangSichuan621010，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610000，China)Abstract：Kinematicsimulationforrobotisonoftheimportantresearch．Inthispaper，3DmodelofSCARArobotisbuildinPro／E．Andthe

4、namethodoftransferringScaramodelsinPro／EtoMATLABisca~iedout．Inaddition，TypicalD—HmethodisappliedtosetupthekinematicsmodelofSCARAro—botinthispaper．Forwardandinversekinematiciscomputedforsatisfiedtheneedofpositionandpos‘tureoftheSCARArobot．Theresultsofthekinematicsimulati

5、onshowsthevalidityandfacilitiesoftheprograms·Keywords：manipulator；model；kinematicssimulation完成机械手的虚拟装配，利用SolidWorks软件建0引言立海洋平台导管架弧焊机器人离线编程系统，利20世纪，机器人被开发出来并应用到诸多领用CATIAV5软件对工业机器人运动学进行仿真域。世界各国都竞相发展机器人技术，使机器人无等；另一种是利用编程语言自行开发以实现机器人论是在技术上、数量上还是其应用领域都有前所未运动仿真，如利用c++编程语言实现机器

6、人的运有的发展。机器人仿真是机器人研究中的一项重动仿真一，基于Java3D的仿人型机器人三维仿要内容，可以利用计算机的计算和可视化功能，模真等。前一种方法结合专业软件的优势，分析和拟机器人的动态特性和运动轨迹，在机器人示教编计算功能较强，而后一种方法自行开发，具有一定程、轨迹规划、碰撞检测等方面有着广泛的应用。的周期，但更具有自主性。目前，机器人的三维仿真技术大致可以分为两类：随着仿真技术的发展，工业机器人末端位姿的一种是依托专业软件实现机器人运动仿真，如利用运动轨迹需要更加实时精确。而与机器人仿真技ADAMS建立机器人仿真平台。，利

7、用Pro／E软件术相关的机器人学涉及了较多的数学知识，在编程收稿日期：2011—07—26基金项目：西南科技大学青年预研基金(10zx3125)作者简介：石磊(1980一)，男，重庆人，西南科技大学制造科学与工程学院博士研究生，从事流体动力控制、机器人及机构学等方面的研究(E—mail)slxkd@163．corn。·38·组合机床与自动化加工技术第3期和开发中存在大量的数组运算。如果利用编程语cos0l言编写这些数组运算，将使得程序复杂、不容易调sin01T=(2)试且实时效果不理想。MATLAB在数学计算上有00着得天独厚的优势，

8、具有很强的数据运算功能，特cos02别是矩阵运算。这是其他软件或编程语言所无法sin02比拟的。但MATLAB三维建模的功能明显弱于通1T=2(3)0用的一些软件，如3DMAX，Pro／E等等。因此采用OMATLAB和P