求助，关于puma560雅克比矩阵的问题

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-06-11 09:46 标签： puma560机器人
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共10个文档机器人PUMA560的质心坐标系运动学逆解
机器人运动学逆解在机器人学中占有重要地位 ,它直接关系到运动分析、离线编程、轨迹规划 ,是将工作空间内机器人末端件的位置、姿势转化成关节量的前提 .ＰＵＭＡ5 60机器人运动学逆解的求解方法很多 ,主要有坐标变换法[1] 、图解法[2、3 ] 、数值解析法[4] .其中不乏减少计算机计算量、提高计算精度和速度的各种数值解法[5-8] .这些方法明显的共同点是其数学模型都采用了Ｄ -Ｈ坐标系 .各种机器人Ｄ-Ｈ坐标下的结构参数都比较完备 ,在此基础上的各种求解方法有些也比较成熟 .但是 ,在系统的运动学和动力学分析中都要将由变换矩阵得到的位移、速度、力等有关参数向质心换算 ,这个过程增加了计算工作量 .文献 [9]提出直接在各杆的质心建立附体坐标系得到类似形式的变换矩阵 ,以简化参数换算 ,因而在计算机编程、节约机时方面更加优越 .文献[1 0 ]以斯坦福机械手为例探讨了质心坐标系的运动学逆解 .本文以另一典型操作手ＰＵＭＡ5 6...&
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1　引　言传统的机器人末端执行器大都是针对特定的任务而设计的。因此这些执行器存在着夹持方式有限、缺少灵活性、缺少感知能力等缺点。随着机器人应用领域扩展到非结构化环境 ,并且自动化任务变得越来越复杂 ,这些简单的执行器就不再适用了。复杂的任务需要机械手实现灵巧的操作和精确的力控制。由于多指手有助解决传统执行器存在的问题 ,因此它受到广大机器人专家的关注。如Ｈａｎａ ｆｕｓａ等人首先开发出了著名的Ｈａｎａｆｕｓａ手。接着 ,Ｊａｃｏｂｓｅｎ等人开发了Ｕｔａｈ/ＭＩＴ四指手 ,Ｍａｓｏｎ、Ｄｅｍ ｍｅｌ、Ｈｉｒｚｉｎｇｅｒ等人又分别开发出了ＪＰＬ/Ｓｔａｎｆｏｒｄ手、ＮＹＵ平面手、ＤＬＲ四指手。这些多指手一般都是由金属部件连接而成 ,并由传统的电、气驱动马达和气缸作为执行元件。它们的特点是结构复杂、体积庞大。于是 ,开发灵巧的机器人执行元件成为机器人学者共同关注的问题 ,如已开发成功并得到广泛应用的Ｍｃｋｉｂｂｅｎ人工肌肉和ＦＭＡ(ｆ...&
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引言　　对于具有 n个自由度机器人的操作臂而言 ,其运动学方程可以写成 :　　　　nx　 ox　 ax　 pxny　 oy　 ay　 pynz　 oz　 az　 pz0　 0　 0　 1=A1A2 …An　　方程左边表示机器人末端抓手相对于参考坐标系的位姿。根据机器人各关节变量 qi ( i=1 ,2 ,… ,n)的值 ,计算出机器人末端抓手的位姿方程 ,称为机械手的运动分析 ,或正向运动学。反之 ,为了使机器人所握工具相对参考系的位姿满足给定的要求 ,计算相应的关节变量 ,这一过程称为运动的逆解算。　　从工程应用的角度而言 ,机器人的运动学逆解算往往更具实际意义 ,它是机器人运动规划和轨迹控制的基础。正向运动学的解是唯一确定的 ,即各个关节变量给定之后 ,操作臂末端抓手或工具的位姿是唯一确定的。然而运动学逆解算往往具有多重解 ,也可能不存在解。此外 ,对于运动学逆解算而言 ,仅仅用某种方法求解是不够的 ,还需通过计算机仿真验证...&
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求机械手运动学逆解是一个比较繁琐的计算过程 ,有时甚至难以实现 .但随着计算机技术的发展 ,极大地增强了求逆解计算的可能性和简洁性 ,进而促进了对求逆解的深入研究 .对ＳＩＷＲ—Ⅱ型水下机械手运动学逆解的分析正是在上述前提下而进行的 .ＳＩＷＲ—Ⅱ型水下机械手是水下作业系统的一部分 ,是哈尔滨工程大学“水下作业系统”课题组研制的 .该机械手具有 5个自由度 ,结构形式为关节式 ,各关节均为转动关节 ,如图 1所示 ,其结构简图如图 2所示 .该机械手采用液压动力源 ,除腕部回转由一台液压马达驱动外 ,其余各关节均由直线液压油缸驱动 .该机械手可以从事夹持工件、剪切软缆工作 .在后面的论述分析中将以剪切软缆为准1　ＳＩＷＲ—Ⅱ型水下机械手运动学逆解的一般解法机械手的运动学逆解问题是已知机械手手爪的位姿求机械手各关节处的相应转角 .通过对齐次坐标变换得出的正解进行一定的数学变换求出逆解方程为[1 ,2 ]ｔａｎθ2 =ｐｘｓｉｎθ1...&
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0引言伴随着机器人的诞生-成长-成熟,机器人的逆解算法也经历着简单到复杂的过程[1]。机器人的位置逆解是已知机械手的空间位姿,求解各个关节的位移量,这是机械人进行控制的先决条件[2]。一般结构的6R机械手的位置逆解是较复杂,但是对于三个腕关节的轴线相交于一点的结构,它的姿态和位置之间没有藕合,逆解很容易用分离变量的办法来实现。目前,对于机械手逆解的主要方法有D-H法(四参数法)、回转变换张量法和五参数法及矩阵变换法等[3]。当然,随着一些新的数学工具的出现及在机构学中的应用,一些更为简便的求解方法也会出现。中国已成为世界的制造业基地,对喷涂机器人的需求量也日益增大,为此作者所在团队研究并开发了6R关节型喷涂机器人,旨在推进国内喷涂机器人技术的发展。为了以最简洁的方法对自行研发的喷涂机器人建立正确的运动学模型,本文采用回转变换张量法对机器人的运动学逆解进行了详细分析。1运动模型的建立回转变换张量法采用牧野坐标系的机器人结构简图来研...&
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机器人运动学逆解在机器人学中占有重要地位,它直接关系到运动分析、离线编程、轨迹规划等,是将工作空间内机器人末端件的位置、姿势转化成关节量的方法. 国内外学者对机器人(包括冗余度机器人)运动学逆解的求取进行了广泛而深人的研究.有关机器人逆解的求解方法很多,其中主要有下面一些:反变换(又称解析法和代数法)、旋量代数、对偶矩阵、对偶四元素、迭代法和几何法,以及以这些方法为基础演变而成的一些方法等川.这些方法中有些计算t比较小,适于实时计算,但只能得到局部最优解,关节运动不具有可重复性,如A.LiegeoiS提出的梯度投影法[2],I.D.walke:提出的约束变量法等[s];有些可以得到全局最优解,关节运动具有可重复性,但计算t非常大,不适于实时控制,如K.Wazerounian利用最优控制理论建立边值问题的微分方程组,从而确定关节转角[’]等. 在此,笔者试图寻求一种简捷、优化的算法来求取多关节工业机器人运动学逆解,这种方法无需矩阵...&
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来源：　　作者：贺昱曜
机器人PUMA560逆运动方程的新解法　 1引育 在近几年的机器人研究中.多集中于单个机械手的控制.但在实际应用中,单个机械手却显示出较多的局限性,例如:对于抓举较重的物体,动态装配以及一些需要双手才可以完成的操作.单个机械手是无能为力的.因此,研究双手协调运动及控制就成为当前机器人研究领域中的一个新方向.在双手协调运动中要涉及任务规划、轨迹规划、求解逆运动方程及任务的执行等.并且要使双手协调运动比较平稳且误差较小,轨迹规划中分点就要细一些.所以双手协调控制问题的计算工作玺大大地增加.在实时控制中,要在较短的时间内完成巨大的计算工作量,就必须要有一个容量较大、速度较快的计算机方能胜任.但采用大的计算机又会使费用增大.所以寻求更快的计算方法是一项十分必要和有意义的工作.本文的目的就是对PUMA560机械手的逆运动方程的求解.许多人已做了很多工作,主要有以下三种方法.解析法(”、几何法‘,泪和迭代法(4,.以上三种方法中,迭代法需要更多的计算时间,且不一定保证收敛到正确解,特别是在奇异点及退化的情况巾.当然不适用于实时控制.解析法及几何法.气虽各有优点,但在实时控制中,仍感太慢.因此本文提出了一种几何‘佣析法.使计算时间大大减少.(本文共计8页)　　　　　　　　　　
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