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基于计算机的六自由度机械臂

有效的轨迹规划与速度控制

WongGuanHao,YapYeeLeckandLinChotHun

技术工程院，多大学

JalanAyerKerohLama

75450BukitBeruang,

Melaka,Malaysia

在过去的十几年里，设计控制一个机械臂不是一件简单的工作，在设

计并控制机械臂的同时，还有其他需要考虑。此外，不同的机械臂设

计可能导致不同的控制解决方法。而且，对于机械臂运用高精度高准确度

的方法跟随确定的几何轨道是很的。此篇文章介绍基于计算机的六自

由度机械臂的设计与发展。这篇文章主要内容是关于一个三环线模型的机

械臂，并且每一个节点都连接一个合适的电动机。机械臂的设计控制

解决方法主要是用一个自主研发的名叫SMARTARM的软件，这是用图形

用户界面的一个计算机辅助的设计控制解决方法，它可以让用户在建造一

个实际机械臂之前，建立或设计一个虚拟的机械臂。因此，用户在一开始

就可以估计实际机械臂的最佳尺寸，这样就可以使建造花费最小且适合实

际的环境，而且一旦实际的机械臂建立起来，用户可以再一次使用这

个软件去控制机械臂，不费力气且不用花时间建立新的控制解决方法，这

种软件业提供仿真特点，通过在图形用户界面的仿真，这种软件在用肉眼

观察机械臂轨迹规划帮助非常大，这种基于计算机的机械臂是一种实际的

机械臂去证明仿真出来的结果，这种六自由度机械臂设计是基于PUMA机

械人的关节臂模型。点到点的移动和持续的路径移动都在仿真和实际的机

械臂控制中被测试。

：基于计算机的六自由度机械臂设计、控制、轨迹规划、仿真

第1章介绍

最近，在制造业到医学领域很大范围内机器人能解决对于人类来说比

较的，有的，枯燥的任务，因此它越来越受欢迎。过去的几十年

里，人们也做了很多关于机械臂的研究。

事实上，机械臂设计和发展进程要比机械臂应用在实际的装配线或者

手术室要难得多，设计的进程经常需要一个与实际应用非常相似的环境，

就是由于这个，在建立机械臂后，在期望的环境中可能不是很适用，

像工作空间限制，自由度和移动速度这样的参数是很难用一种硬拷类工程

图直观化的。因此基于更好设计经验，基于计算机的机械臂与SMARTARM

软件在简化设计一个六自由度机械臂的进程已经很成熟。

在许多实际的机械臂设计方案中，在设计者得到所要的参数机械

臂的轨迹规划可能也一个新的为了做出平滑的路径去解决机械

臂任务，例如采摘和放置。轨迹规划需要许多学计算，在机械臂应用

中扮演着一个重要的角色，这点是不可否认的。因此，许多研究通过正逆

学来简化机械臂的轨迹规划，然而，正逆学的计算必须具有足够

的灵活性去适应机械臂设计中的任何。

第2章模型

2.1综述