5.3搬运机器人运动学仿真
上面所述的5.2节,建立了搬运机器人的D-H数学模型,并求出了基于机器人运动学的搬运机器人的正逆解,在理论上完成对机器人运动学的分析后,利用Matlab软件建立数学模型进行仿真验证。本文研究了Matlab中的Robotics工具箱来编写机器人运动学模型的程序。
利用Robotics工具箱建立机器人的D-H数学模型,通过输入机器人的各项参数,来求取机器人运动过程中各关节之间的关节变量,从而对机器人的正逆解进行分析。Robotics工具箱可根据己知的搬运机器人连杆长度和各个运动关节之间的角度来进行仿真。
Robotics工具箱的函数调用方法为:
L =LINK([alpha A theta D sigma offset], CONVENTION),参数CONVENTION可以取‘standard’和‘modified' 。
Robot函数调用格式为Robot (Link,…)。具体建立函数为:
L{1}=link([pi/2 0.2 theta 0.25 0], 'standard')
L{2}=link([ pi/4 theta -pi/2 0 0], 'standard')
L{3}=link([0 0 theta 0.26 0], 'standard')
L{4}=link([0 0 theta 0.26 0], 'standard')
L{5}=link([pi/2 theta 0 0 0], 'standard')
L{6}= link([pi/4 theta pi/2 0.17 0], 'standard')
robot=Robot( f L1,L2,L3,L4,LS,L6})
其中,robot表示前面所创建的机器人的名称。Q代表搬运机器人的关节在特定时间节点的值。可利用此函数求出搬运机器人在输入关节角度状态下的当前姿态。
qStartPoint=[0,-pi/2,0,0,0,-pi/2]
该函数表示参数模型初始时刻的各关节转角。
对比公式5.40和公式5.8,可以两者结果一致,用仿真验证了理论结果的正确性。
完成对搬运机器人运动学正解的仿真验证以后,还需对其逆解进行验证。Matlab软件中机器人模块的函数调用格式为:Q = ikihe(Robot,劝。式中,Rob of代表仿真建立模型的名称,T代表搬运机器人执行器末端点的抓取姿态,Q代表搬运机器人各关节变量的转角。
式5.41为己知机器执行器末端点位置和姿态。
PangleJoint=inkin(robotByScut,qStartPoint)
所得到的结果为,
PAngleJoint=[0.0000 -0.6658 2.3316 0 -3.3456 -0.4636]