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CytonGamma300机械臂运动学分析

学兔兔 Cyton Gamma 300机械臂运动学分析 Cyton Gamma 300 manipulator kinematics analysis 苏 英,林 都,鲜 浩,刘金浩 SU Ying,LIN Du,XlAN Hao。LIU Jin.Hao (中北大学计算机与控制工程学院,太原030051) 摘 要:对于一般的机械臂,求逆解的一般方法是基于雅可比矩阵的数值迭代解法,这种解法计算量 大、且只能求得单一解,不便于路径规划与实时控制。根据Cyton Gamma 300机械臂的特点 推导出其逆运动学解析解的公式。利用这个公式对于同一个位置和姿态可求得多组解。最后 应用MATLAB RObotics TOolbox对解析解的公式进行仿真验证,说明了逆运动学的解析解 的公式的正确性。 关键词:Cyton Gamma 300机械臂;逆运动学;解析解;仿真验证 中图分类号:TP242 文献标识码:A 文章编号: Doi:1 0.3969/J.issn.1 009—01 34.201 5.05(下).O7 0 引言 . 时得到此机械臂的D—H参数表,如表1所示,从而可以 机械臂的末端位姿有6个变量,实现可达空间内的 得到两个相邻关节之间的变换矩阵通式。 灵活控制至少需要6个自由度【l】。虽然6自由度机械臂的 理论比较成熟、控制方法比较简单 ~5】,但是对于6自由 度机械臂,一种末端位姿只存在有限组空间解,使得机 械臂的操作不灵活。而冗余自由度机械臂 可以使一种 末端位姿对应无限组空间解,可以大大提高机械臂操作 的灵活性,且冗余度机械臂区别于非冗余度机械臂的最 大特点是其自运动特性 】。 Cyton Gamma 300机械臂有7个自由度,属于冗余 x0 机械臂。冗余机械臂具有灵活性高、避障能力强、以及 抗故障风险等优点,可以在保证末端操作位姿不变的前 图l Gamma 300机械臂坐标系 提下实现避奇异、避障、避关节极限、关节力矩优化及 表1 机械臂D—H参数表 抑制振动等运动学和动力学层面的优化哺】。冗余自由度 连杆编号 Ⅱi a/mm 0。 dJmm 关节范围 机械臂的逆运动学可以从位姿或速度两个层面上进行求 1 90。 0 e l dl 3O。~33O。 解。为了简化仿人机械臂轨迹规划的计算量,本文从位 2 90。 0 0 2 O 70。~29O。 姿层面上讨论~Cyton Gamma 300机械臂的逆运动算法。 3 —90。 O 0 3 d3 30。一33O。 4 —90。 Q4 e d O 70。~290。 1 Cyton Gamma 300机械臂正运动学模型 5 90。 (I5 0 5 O 70。-290。 Cyton Gamm

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