机器人技术基础实验报告7(机器人笛卡尔空间规划).docx

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机器人基础原理实验报告 班级: 学号: 姓名: 台号: 内容:7机器人笛卡尔空间规划成绩: 批改日期: 教师签字: 实验目的: 1、了解笛卡尔空间规划特点 2、学习笛卡尔空间直线规划方法 实验设备及软件: 1、珞石机器人 2、MATLAB 实验原理: 笛卡尔空间规划是用笛卡尔位姿关于时间的函数来描述路径形状的。 位置规划:直线规划、圆弧规划、样条规划等 姿态规划:等效转轴描述下的等效转轴规划、单位四元数描述的球面线性规划 运动规划 = 路径规划 + 沿路径的速度规划 实验步骤: 1、代码实现空间位置直线规划和姿态四元数球面线性规划。 使用MATLAB软件打开\\东大机器人实验程序\7、7、机器人笛卡尔空间规划\sia007.slx文件。 选择Part1 轨迹规划,补充直线规划模块内容 2、在part1中,完成下列数据的笛卡尔空间直线规划和姿态四元数球面线性规划,并绘制位置的三个分量和姿态四元数的四个分量。 利用完成的模块,绘制规划曲线 起始位置与姿态(mm,度) (姿态描述为固定角) 目标位置与姿态(mm,度) (姿态描述为固定角) 起点和目标点的姿态四元数 三次多项式速度规划 五次多项式速度规划 Pos=[-244,-153,484]; Pose=[160.0,-5.7,-76.2] Pos=[-205,-187,596]; Pose=[160.0,-5.7,-76.2] [0.7687,-0.6137,-0.0685,0.1667] [0.7687,-0.6137,-0.0685,0.1667] 位置:图3-1 姿态:图3-2 位置:图5-1 姿态:图5-2 Pos=[-205,-187,596]; Pose=[160.0,-5.7,-76.2] Pos=[-205,-187,596]; Pose=[130.0,-10,-50.2] [0.7687,-0.6137,-0.0685,0.1667] [0.802,-0.4163,-0.1071,0.4148] 位置:无 姿态:图3-3 位置:无 姿态:图5-3 Pos=[-149,-155,513]; Pose=[160.0,-5.7,-76.2] Pos=[-292,0,453]; Pose=[150.0,-3,-60] [0.7687,-0.6137,-0.0685,0.1667] [0.8328,-0.4887,-0.1075,0.2367] 位置:图3-4 姿态:图3-5 位置:图5-4 姿态:图5-5 图3-1 图3-2 图5-1 图5-2 图3-3 图5-3 图3-4 图3-5 图5-4 图5-5 3、针对给定的起点和终点分别进行关节空间规划(利用实验六的实验工程完成)和笛卡尔空间的位置直线规划,姿态球面线性规划(利用本实验的part2部分完成)。并将关节空间规划结果利用正运动学求得笛卡尔空间曲线。 起始位置与姿态(mm,度/s) 目标位置与姿态(mm,度/s) 起始关节位置(度) 目标关节位置(度) [392,0,629.3, 180,-80,0] [377,76.36,472.7 -166.8,-17.4,-7.12] 0,0,0,0,10,0 10,10,10,10,50,10 五次多项式速度规划 笛卡尔空间规划数据图 关节空间规划正解到笛卡尔空间数据图 真机实验步骤: 1、打开RokaeNEU007.Slx ,将写好的模块替换到红色框图中 2、在桌面程序中单“关闭通信服务”按钮,关闭通信服务进入真机仿真模式。 3、按照前面实验介绍的真机运行步骤运行程序(实验四真机运行步骤2~5) 4、控制仿真机器人运动 上电开关至on 监控开关至on 更改关节规划走的角度值,更新规划时间 打开运动开关,机器人开始运动,观察运动曲线是否连续,若连续方可进行下一步 5、在桌面程序中单“重启通信服务”按钮,启用真机模式。 6、重复步骤3,步骤4,运行程序 7、改变关节目标数据,运行机器人,绘制运行数据图,完成下表 起始位置与姿态(mm,度/s) 起始位置与姿态(mm,度/s) 起始关节位置(度) 目标关节位置(度) [392,0,629.3, 180,-80,0] [377,76.36,472.7 -166.8,-17.4,-7.12] 0,0,0,0,10,0 10,10,10,10,50,10 五次多项式速度规划 笛卡尔空间规划数据图 关节空间规划正解到笛卡尔空间数据图 注意事项: 1、规划的空间曲线避开机器人奇异点。 2、规划的起点必须为机器人的当前位置。 3、先进入真机仿真模式进行实验,下发数据连续

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