matlab机械臂工作空间代码_Matlab双臂机器人建模仿真
matlab机械臂⼯作空间代码_Matlab双臂机器⼈建模仿真
源码随后附上,稍安勿躁
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实际上,如果就把双臂中的每个臂当做单个的机械臂进⾏规划,那么⽤matlab进⾏双臂建模就没有太
⼤必要,只需要对每个单臂进⾏单独规划即可。但是,如果涉及到双臂之间的协同轨迹规划,如上图所⽰,这时⽤matlab进⾏双臂建模仿真就会显得事半功倍。本⽂先只介绍双臂在matlab中的正运动学建模,后续会补充在matlab中如何进⾏双臂轨迹规划。
PUMA560构型双臂
熟悉Peter⼤神⼯具箱的都知道,该⼯具箱使⽤dh连杆建模,建⽴双臂模型,需要建⽴腰关节连杆,并将两个单机械臂组合到腰关节上。如下图所⽰,本⽂针对puma560构型双臂采⽤==改进DH建模==(具体建模步骤见博客机器⼈学回炉重造(1):正运动学、标准D-H法与改进D-H法的区别与应⽤(附ABB机械臂运动学建模matlab代码)),此时腰关节连杆坐标系就是基坐标系X0Y0Z0,此时的肩关节坐标系X2Y2Z2就是单臂机器⼈的基坐标系,然后就从肩关节坐标系开始建⽴单臂的DH坐标系,也可以认为是单独的腰关节连杆坐标系+单臂的DH坐标系,需要注意的是建⽴整体DH坐标系时腰关节与肩关节之间需要加-pi/2⾓度偏置,⽬的是将puma560构型的机械臂垂下去,下图中的虚线X2即为不加偏置的肩关节坐标系,实线X2即为加了偏置⾓度后的肩关节坐标系,d=肩宽/2。
对应的matlab正运动学仿真如下所⽰:
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腰关节与肩关节之间也可以不加偏置⾓度,这样的话,两个坐标系之间的转换就可以画成如下所⽰。
对应的matlab正运动学仿真如下所⽰:
UR构型双臂
本⽂UR采⽤标准DH建模,建模过程全⽹可搜,标准DH坐标系建⽴如下。
分析上图,⿊⾊坐标系X0Y0Z0是世界坐标系,也可认为这是腰关节坐标系,红⾊虚线坐标系X1Y1Z1是肩关节坐标系(也就是UR的基坐标系{0}),此时腰关节与肩关节不存在⾓度偏置,matlab仿真建模就是如下所⽰
亮蓝⾊实线坐标系X1Y1Z1是加了pi/2偏置⾓度后的肩关节坐标系,matlab建模仿真如下所⽰
如何进⾏轨迹仿真
如何将世界(全局坐标系)坐标系下(也为腰关节坐标系)的轨迹映射到肩关节坐标系(机械臂的进⾏轨迹仿真的最重要⼀点就是,如何将世界(全局坐标系)坐标系下(也为腰关节坐标系)的轨迹映射到肩关节坐标系(机械臂的基坐标系)下,弄明⽩这⼀点,使⽤matlab进⾏双臂轨迹算法验证就简单很多了~
基坐标系)下朝鲜与韩国
以PUMA560腰关节与肩关节有-pi/2⾓度偏置的双臂构型为例,如下图所⽰,
世界(全局,也为腰关节)坐标系下的位姿表⽰为$^0_{n}T$,这就是我们算法验证时所给定的轨迹位姿,都是相对于世界坐标系的;现在的问题就是,将轨迹位姿映射到肩关节(机械臂基坐标系)下,也就是求$^2_{n}T$。这个就很简单了,即
$^2_{n}T=inv(^0_{2}T)^0_{n}T$。$^0_{2}T$即为单臂基坐标系相对于腰关节坐标系的姿态变换矩阵,根据腰关节和肩关节之间的坐标变换,可以分析得出,腰关节坐标系先绕X1轴(⾃⼰的)旋转pi/2,再绕动轴Z1旋转-pi/2,最后再沿着动轴Z1移动d长度,故
$^0_{2}T=trotx(90)trotz(-90)*transz(d)$。按照上述步骤即可将全局坐标系下的位姿映射到单臂局部坐标系下了。
同理,UR也可如此。
最后就可以愉快的画轨迹了~(当然 过程挺艰⾟)新发展理念的内涵
也可以做双臂协同

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