2022年roboticstoolboxformatlab的机器人仿真

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载要建立 puma560的机器人对象, 第一我们要明白puma56的0d-h 参数,之后我们可以利用 robotics toolbox 工具箱中的 link 和 robot 函数来建立 puma560的机器人对象；其中 link 函数的调用格式：l = linkalpha a theta dl =linkalpha a theta d sigmal =linkalpha a theta d sigma offsetl =linkalpha a theta d、 conventionl =linkalpha a theta d sigma、 conventionl

2、 =linkalpha a theta d sigma offset、 convention参数 conventio可n以取 standard 和 modified ,其中 standard 代表采纳标准的 d-h 参数, modified 代表采纳改进的 d-h 参数；参数 alpha 代表扭转角 ,参数 a代表杆件长度, 参数 theta 代表关节角, 参数 d 代表横距, 参数 sigma代表关节类型： 0 代表旋转关节, 非 0 代表移动关节；另外 link 仍有一些数据域：link.alpha%返回扭转角 link.a%返回杆件长度 link.theta%返回关节角 link.d%返

3、回横距link.sigma%返回关节类型link.rp%返回 r 旋转 或 p 移动 link.mdh%如为标准 d-h 参数返回 0,否就返回 1link.offset%返回关节变量偏移link.qlim%返回关节变量的上下限min max link.islimitq%假如关节变量超限,返回-1、 0、 +1 link.i%返回一个 3×3 对称惯性矩阵 link.m%返回关节质量link.r%返回 3×1的关节齿轮向量 link.g%返回齿轮的传动比link.jm%返回电机惯性link.b%返回粘性摩擦link.tc%返回库仑摩擦link.dhreturn legacy

4、 dh rowlink.dynreturn legacy dyn row其中 robot 函数的调用格式：robot%创建一个空的机器人对象robotrobot%创建 robot的一个副本robotrobot、 link%用 link 来创建新机器人对象来代替robot robotlink、 .%用 link 来创建一个机器人对象 robotdh、 .%用 d-h 矩阵来创建一个机器人对象robotdyn、 .%用 dyn矩阵来创建一个机器人对象精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载利用 matlab中 roboticstoolbox 工具箱中的 transl.rotx .roty和

5、rotz可以实现用齐次变换矩阵表示平移变换和旋转变换；下面举例来说明：a 机器人在 x 轴方向平移了 0.5 米,那么我们可以用下面的方法来求取平移变换后的齐次矩阵：>> transl0.5、0、0 ans =1.0000000.5000001.000000001.00000001.0000b 机器人绕 x 轴旋转 45 度,那么可以用 rotx来求取旋转后的齐次矩阵：>> rotxpi/4 ans =1.000000000.7071-0.7071000.70710.707100001.0000c机器人绕 y 轴旋转90 度,那么可以用roty来求取旋转后的齐次矩阵：&

6、gt;> rotypi/2 ans =0.000001.0000001.000000-1.000000.000000001.0000d机器人绕 z 轴旋转 -90 度,那么可以用rotz来求取旋转后的齐次矩阵：>> rotz-pi/2 ans =0.00001.000000-1.00000.000000001.000000001.0000当然,假如有多次旋转和平移变换,我们只需要多次调用函数在组合就可以了；另外,可以和我们学习的平移矩阵和旋转矩阵做个对比,信任为一样的；3 轨迹规划利用 robotics toolbox供应的 ctraj.jtraj和 trinterp函数可以

7、实现笛卡尔规划.关节空间规划和变换插值；其中 ctraj函数的调用格式：tc = ctrajt0、 t1、 ntc = ctrajt0、 t1、 r精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载参数 tc为从 t0 到 t1的笛卡尔规划轨迹, n为点的数量,r为给定路径距离向量,r的每个值必需在0 到 1 之间；其中 jtraj函数的调用格式：q qd qdd = jtrajq0、 q1、 nq qd qdd = jtrajq0、 q1、 n、 qd0、 qd1 q qd qdd = jtrajq0、 q1、 tq qd qdd = jtrajq0、 q1、 t、 qd0、 qd1参数 q为从

8、状态 q0到 q1的关节空间规划轨迹, n 为规划的点数, t 为给定的时间向量的长度,速度非零边界可以用 qd0和 qd1来指定； qd和 qdd为返回的规划轨迹的速度和加速度；其中 trinterp函数的调用格式：tr = trinterpt0、 t1、 r参数 tr为在 t0 和 t1 之间的坐标变化插值, r需在 0 和 1 之间；要实现轨迹规划,第一我们要创建一个时间向量,假设在两秒内完成某个动作, 采样间隔为 56ms,那么可以用如下的命令来实现多项式轨迹规划：t=0:0.056:2; q、qd、qdd=jtrajqz、qr、t;其中 t 为时间向量,qz 为机器人的初始位姿,qr

9、 为机器人的最终位姿,q 为经过的路径点,qd 为运动的速度,qdd 为运动的加速度；其中 q.qd.qdd 都为六列的矩阵,每列代表每个关节的位置.速度和加速度；如 q:、3代表关节 3 的位置, qd:、3代表关节 3 的速度, qdd:、3代表关节 3的加速度；4 运动学的正问题利用 robotics toolbox中的 fkine函数可以实现机器人运动学正问题的求解；其中 fkine函数的调用格式：tr = fkinerobot、 q参数 robot为一个机器人对象, tr为由 q定义的每个前向运动学的正解；以 puma560为例,定义关节坐标系的零点qz=0 0 0 0 0 0 ,那

10、么 fkinep560、qz 将返回最终一个关节的平移的齐次变换矩阵；假如有了关节的轨迹规划之后,我们也可以用 fkine来进行运动学的正解；比如：t=0:0.056:2; q=jtrajqz、qr、t; t=fkinep560、q;返回的矩阵 t 为一个三维的矩阵,前两维为4× 4 的矩阵代表坐标变化,第三维为时间；5 运动学的逆问题利用 robotics toolbox中的 ikine函数可以实现机器人运动学逆问题的求解；其中 ikine函数的调用格式：q = ikinerobot、 tq = ikinerobot、 t、 qq = ikinerobot、 t、 q、 m精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载参数 robot为一个机器人对象, q 为初始推测点（默认为 0）, t 为要反解的变换矩阵；当反解的机器人对象的自由度少于 6 时,要用 m进行忽视某个关节自由度；有了关节的轨迹规划之后, 我们也可以用 ikine函数来进行运动学逆问题的求解；比如：t=0:0.056