关于matlab对roboticstoolbox部分使用函数的解说

1、关于matlab对roboticstoolbox部分使用函数的解说1.PUMA560的MATLA的真要建立PUMA560的机器人对象，首先我们要了解PUMA560勺D-H参数，之后我们可以利用RoboticsToolbox工具箱中的link和robot函数来建立PUMA560勺机器人对象。其中link函数的调用格式：L=LINK(alphaAthetaD)L=LINK(alphaAthetaDsigma)L=LINK(alphaAthetaDsigmaoffset)L=LINK(alphaAthetaD,CONVENTION)L=LINK(alphaAthetaDsigma,CONVENTIO

2、N)L=LINK（alphaAthetaDsigmaoffset,CONVENTION）参数CONVENTION!以取'standard'和'modified',其中'standard'代表采用标准的D-H参数，'modified'代表采用改进的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还有一些数据域：LINK.alpha

3、%返回扭转角LINK.A%返回杆件长度LINK.theta%返回关节角LINK.D%返回横距LINK.sigma%返回关节类型LINK.RP%返回'R（旋转）或'P'（移动）LINK.mdh%若为标准D-H参数返回0,否则返回1LINK.offset%返回关节变量偏移LINK.qlim%返回关节变量的上下限minmaxLINK.islimit(q)%如果关节变量超限，返回-1,0,+1LINK.I返回一个3X3对称惯性矩阵LINK.m返回关节质量LINK.r返回3X1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.T

4、c返回库仑摩擦LINK.dhreturnlegacyDHrowLINK.dynreturnlegacyDYNrow其中robot函数的调用格式:ROBOT%创建一个空的机器人对象ROBOT(robot)%创建robot的一个副本ROBOT(robot,LINK)%用LINK来创建新机器人对象来代替ROBOT(LINK,.)%用LINK来创建一个机器人对象ROBOT(DH,.)%用D-H矩阵来创建一个机器人对象ROBOT(DYN,.)%用DYN巨阵来创建一个机器人对象robot2.变换矩阵禾I用MATLABRoboticsToolbox工具箱中的transl、rotx、roty和rotz可以实现

5、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：>>transl(0.5,0,0)ans=1.0000000.500001.000000001.000000001.0000B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:>>rotx(pi/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:>>roty(pi/2)ans=0.0

6、00001.0000001.000000-1.000000.000000001.0000D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=0.00001.0000-1.00000.000000001.000000001.0000当然，如果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，相信是一致的。3轨迹规划利用RoboticsToolbox提供的ctraj、jtraj和trinterp函数可以实现笛卡尔规划、关节空间规划和变换插值。其中ctraj函数的调用格式：TC

7、=CTRAJ(T0,T1,N)TC=CTRAJ(T0,T1,R)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的每个值必须在0到1之间。其中jtraj函数的调用格式：QQDQDD=JTRAJ(Q0,Q1,N)QQDQDD=JTRAJ(Q0,Q1,N,QD0,QD1)QQDQDD=JTRAJ(Q0,Q1,T)QQDQDD=JTRAJ(Q0,Q1,T,QD0,QD1)参数Q为从状态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。QMQDM返回的规划轨迹的速度和加速度。其中trinterp函数的调用格式：

8、TR=TRINTERP(T0,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，首先我们要创建一个时间向量，假设在两秒内完成某个动作，采样间隔是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=jtraj(qz,qr,t);其中t为时间向量，qz为机器人的初始位姿，qr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都是六列的矩阵，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

9、。4运动学的正问题利用RoboticsToolbox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=FKINE(ROBOT,Q)参数ROBO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PUMA56时例，定义关节坐标系的零点qz=000000,那么fkine(p560,qz)将返回最后一个关节的平移的齐次变换矩阵。如果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=jtraj(qz,qr,t);T=fkine(p560,q);返回的矩阵T是一个三维的矩阵，前两维是4X4的矩阵代表坐标变化，第

10、三维是时间。5运动学的逆问题利用RoboticsToolbox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=IKINE(ROBOT,T)Q=IKINE(ROBOT,T,Q)Q=IKINE(ROBOT,T,Q,M)参数ROBO为一个机器人对象，Q为初始猜测点(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进行忽略某个关节自由度。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=0:0.056:2;T1=transl(0.6,-0.5,0);T2=transl(0.4,0.5,0.2);T=ctraj(T1,T2,length(t);q=ikine(p560,T);我们也可以尝试先进行正解，再进行逆解，看看能否还原。Q=0pi/4pi/40pi/80;T=fkine(p560,q);qi=ikine(p560,T);6动画演示有了机器人的轨迹规划之后，我们就可以利用RoboticsToolbox中的plot函数来实现对规划路径的仿真。puma560;T=0:0.056:2;q=jtraj(qz,qr,T);plot(p560,q);当然，我们也可以来调节PUMA56时六个旋转角，来实现动画演示。drivebo