六自由度协作机器人建模与分析

发布时间：2023-05-22 06:06

　　协作机器人可以在没有安全防护装置的作业空间中,与人类在一起安全地协同工作。相较于传统的工业机器人,协作机器人具有占地空间小、便于安装、安全性好、准确度高、可拖动示教等优点。目前协作机器人在医疗、电子设备制造、教学研究等行业得到了广泛的应用,具有很好的发展潜力。基于此,本文以优傲公司生产的UR10型六自由度协作机器人为研究对象,深入研究了六自由度协作机器人的运动学建模问题、笛卡尔坐标系下的直线轨迹规划问题、微分运动学问题以及动力学建模问题。具体内容如下:(1)以UR10型六自由度协作机器人为研究对象,分析了其连杆坐标系的建立过程以及坐标变换矩阵的求解方法。根据对UR10型六轴协作机器人的结构参数及D-H规则的分析,建立了正运动学模型,并根据解析法,解决了六自由度协作机器人运动学的逆解问题。随后通过MATLAB中的机器人工具箱,验证了六轴协作机器人运动学模型的准确性。并基于机器人的运动学知识,提出了一种基于笛卡尔坐标系的正弦启停轨迹规划算法,用于解决协作机器人的轨迹规划问题,并进行仿真验证。(2)根据协作机器人操作空间与关节空间的线性映射关系,采用矢量微分法,求解速度雅可比矩阵,并依据速度...

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究动态
        1.2.1 协作机器人国外研究现状
        1.2.2 协作机器人国内研究现状
        1.2.3 机器人动力学与运动学研究现状
    1.3 本文主要完成的任务
    1.4 本章小结
第二章 协作机器人运动学建模与笛卡尔空间轨迹规划
    2.1 概述
    2.2 运动学建模基础
        2.2.1 连杆坐标系建立
        2.2.2 坐标变换矩阵求解
    2.3 协作机器人运动学正解
    2.4 协作机器人运动学逆解
    2.5 协作机器人运动学仿真
        2.5.1 MATLAB构建协作机器人模型
        2.5.2 协作机器人正运动学仿真验证
        2.5.3 协作机器人逆运动学仿真验证
    2.6 协作机器人轨迹规划与仿真
        2.6.1 笛卡尔空间下的轨迹规划算法研究
        2.6.2 协作机器人轨迹规划仿真
    2.7 本章小结
第三章 协作机器人微分运动学求解与分析
    3.1 概述
    3.2 速度雅可比矩阵推导
    3.3 基于速度雅可比矩阵的分析与应用
    3.4 本章小结
第四章 协作机器人动力学建模与分析
    4.1 概述
    4.2 协作机器人本体动力学模型建立与仿真
        4.2.1 协作机器人本体动力学模型建立
        4.2.2 协作机器人本体动力学模型仿真
    4.3 协作机器人约束力求解
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3822157