两自由度串联机器人分析与设计.docx

三级项目报告 PAGE \* MERGEFORMAT2 机器人技术基础 三级项目报告 设计题目： 两自由度串联机器人分析与设计 指导教师： 赵永杰 学生姓名： citycars 院 系： 机械电子工程系 汕头大学 机械电子工程系 2012年 6 月 17 日 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc327709055 1.前言 PAGEREF _Toc327709055 \h 3 HYPERLINK \l _Toc327709056 2.运动学模型 PAGEREF _Toc327709056 \h 4 HYPERLINK \l _Toc327709057 3.机器人的位置及速度分析 PAGEREF _Toc327709057 \h 5 HYPERLINK \l _Toc327709058 3.1 建立机器人位置输入输出方程 PAGEREF _Toc327709058 \h 5 HYPERLINK \l _Toc327709059 3.2 建立机器人的速度关系及推导出雅可比矩阵 PAGEREF _Toc327709059 \h 5 HYPERLINK \l _Toc327709060 3.3 机器人的位置反解 PAGEREF _Toc327709060 \h 5 HYPERLINK \l _Toc327709061 3.4 机器人的速度反解 PAGEREF _Toc327709061 \h 7 HYPERLINK \l _Toc327709062 4.机器人的速度各项同性分析及设计 PAGEREF _Toc327709062 \h 8 HYPERLINK \l _Toc327709063 4.1 速度各项同性分析 PAGEREF _Toc327709063 \h 8 HYPERLINK \l _Toc327709064 4.2 速度各向同性设计求解 PAGEREF _Toc327709064 \h 10 HYPERLINK \l _Toc327709065 4.3 求解及分析 PAGEREF _Toc327709065 \h 10 HYPERLINK \l _Toc327709066 4.4 综合分析 PAGEREF _Toc327709066 \h 12 HYPERLINK \l _Toc327709067 5.结语 PAGEREF _Toc327709067 \h 13 HYPERLINK \l _Toc327709068 6 附录 PAGEREF _Toc327709068 \h 13 HYPERLINK \l _Toc327709069 附录1：位置反解程序 PAGEREF _Toc327709069 \h 14 HYPERLINK \l _Toc327709070 附录2：速度反解程序 PAGEREF _Toc327709070 \h 15 HYPERLINK \l _Toc327709071 附录3：速度各向同性程序 PAGEREF _Toc327709071 \h 15 两自由度串联机器人分析与设计 【摘要】 通过建立两自由度串联机器人位置输入输出方程，建立两自由度串联机器人的速度关系，推导出雅可比矩阵，分析两自由度串联机器人的速度各向同性的条件，设计出一各向同性的构型。 关键词 位置方程 速度关系 雅可比矩阵 各向同性 1.前言 随着现代科学技术的迅猛发展，特别是由于微电子技术、电子计算机技术的迅猛发展，机器人更加广泛地应用于各个领域。工业机器人靠自身动力控制能力来实际各种功能，大都用于简单、重复、繁重的工作，如上、下料，搬运等，以及工作环境恶劣的场所，如喷漆、焊接、清砂和清理核废料等。本课程设计旨在通过工业机器人的一个小分支两自由度串联机器人，其输入输出方程、雅可比等的分析，以及对于速度各向同性的分析和设计，对工业机器人有初步的了解，为以后从事工业机器人相关工作奠定基础。 2.运动学模型 图1 平面两自由度串联机械人 如图1所示，为一平面两自由度串联机械人，由两个关节组成，两连杆长度分别a1和a2，两旋转关节轴平行，关节1运动范围为0-180。，关节2运动范围为-135。~135。，机器人连杆的设计参数如表1所示。 表1：平面两自由度串联