数控机床上下料机械手设计及运动学仿真（含CAD图纸和三维图及说明书）
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参考文献 m. W . 沃克和主要欧林。高效的动态的计算机仿真的机器人机构。 志的动态系统、测量和控制 ,104:205982。 4 的是验证参数齐次变换 简介 x)。 描述 :如果 x 是一个 4*4 的矩阵。 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 5 的 惯性力矩计算机械手的目的成分 大纲 q, 描述 回关节力矩由于惯性在指定的姿态 ,q 和给定 加速 (1)t=M(q)q 的二 次导数 如果 q,排向量 ,行向量关节力矩。如果 q,矩阵 每一行是理解为一项联合状态向量 ,并 一个矩阵 ,其中每一排的 惯性力矩进行相应的成排的 q, 机器人是一个描述了 机器 对象的操作臂的运动学和动力学和驱动器。 如果 机器人包含电机惯性参数 ,然后电机惯性坐标系的链接 ,将 被 包含在 M 的对角线上，影响惯性矩阵 的 结果 还要看 机器人 ,看到 ,偏向 ,惯性 , 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 6 的 计算雅可比在基地机械手 的坐标 简介 q)。 描述 回一个雅可比矩阵描述对象为机器人的姿势 q 与机器人所表达的 基本坐标 结构。 雅可比矩阵的机械手 , 0图微分速度在关节空间、 q 一次方 ,笛卡尔坐标 速度的末端基坐标系中表达框架。 0x=0(q)q 一次方 对于一个 械手的雅可比矩阵是 6*n 维的矩阵 。 还要 看 , 用参考资料 保罗 ,希玛诺 迈耶。运动控制方程为简单的有效性。 统、人与控制论 11(6 月 ),页 449 月 1981 年。 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 7 的 计算 在机器人坐标计算雅可比臂 简介 q)。 描述 回一个雅可比矩阵描述对象为机器人的姿势，正是 所表达机器人坐标架。 雅可比矩阵的机械手 , 0微分速度在关节空间 图 、 q 一次方 ,笛卡尔坐标 速度的表达在机器人坐标架。 次方 = q)q 一次方 力和 给出了关节力矩 之间关系 关节力矩 t = q)一阶导数 n 次方 *F 对于一个 械手的雅可比矩阵是 6*n 维矩阵 。 还要看 , 用参考资料 保罗 ,希玛诺 迈耶。运动控制方程为简单的有效性 统、人与控制论 11(6 月 ),页 449 月 1981 年。 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 8 的 计算 两个坐标位置之间的空间轨迹 简介 q qd = n) q qd = n, q qd = t) q qd = t, 描述 回一个关节空 坐标 q,坐标 从 两点之间数字是 n 或给定 时 间 长度 向量 t。一个 7 多项式是用默认为零的边界 对速度和加速度的条件。 可任意非零的边界速度和 定为 在轨迹 矩阵 ,每一列一个 步骤 ,每一栏 一个点 。这个函数 选择性地回到了速度和 加速度 的轨迹 分别为 也要参考 1 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 链接 29 链接 目的 链接对象 简介 L = = a, d, L = a, d, L = A = q) 显示 (L) 描述 链接功能构建一个连接对象 。对象包含了运动学和动力学参数 以及 传动装置 和传输参数。第一种形式返回一个默认的对象 ,而这个 第二和第三个表格初始化的运动学模型的基础上 ,数。 动态模型可以利用第四形式进行初始化函数的地方是 1 * 20 的矩阵 ,是一排矩阵的留下的 阵。 假设 由 于 缺 少 ,标准 这能被覆盖 通过选择性公约的观点可以要么“修改”或“标准” (默认 )。注意 :任何的缩写 ,字符串可以用“ ,甚至 m。 以上表格的倒数第二 行 ,但不是一个构造函数 -，而是一种连接方法，即对于一个给定的坐标点返回连接传输的矩阵 这个争论是给链接对象使用 论文。单参数作为链接变量替换 q 或 替换为 B 或 D 分别作为旋转或者三棱镜式连接 这个 数间描述这个链接和先前的的空间关系 。 总结了每个运 动量在这个领域的意义，如下 表。 A 连接长度 i i 连接旋转角 D 移距离 i i 连接类型 ; 0 作为旋转 , 自从 件不支持这个概念的方法已经公开课变量写 允许连接对象参数来引用 (r)或指定 (一 )由下列表格 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 r+a r+a r+a r+a r+a 0 r R P r+a DH 0 if 1 if r 3 3 a a 3 3 or a 6 r+a r+a 3 1 OG r+a r+a r+a r 1 2 + a is a it is a 2 r+a of H r+a of YN r+a 2q) r if of q is r+a 缺省少以 准的 公约、零摩擦、质量和 惯性 。 显示方法给出一行链接 运动参数 的总结 。展示 方法显示许多 被连接的 链接参数初始化 ,。 例子 L = , 0, L = ( R 0 100; 5; L 71 彼得柯克机器 人工具箱释放 ,2002 年 4 月 链接 31 L = ( ) = 0 D = 0 0 G = 100 5 算法 约齐次变换标准 i1 #$ i i i i i ai i i i i i i ai i 0 i i 0 0 1 % &” 代表各个环节的结构必须考虑 先前的链接的坐标系统。对于一个 旋转交点 因为所 改进 约 是 与它 相反 的 i1 #$ i i 0 i i1 i i1 i1 di i1 i i1 i i1 i1 di i1 0 0 0 1 % & 也要考虑 器人 参考资料 r 器人触角 :数学、程序和控制。剑桥 ,麻省理工学院出版社 , 麻萨诸塞州 ,1981 年。 克雷格 ,廖怡祯介绍机器人。第二 ,演算法则 ,1989。 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 2 的 操作的措施 简介 m = q) m = q, 描述 算性能指标 对于 给 定的姿势 的机械手标量 。 0(坏的 )到 1(很好 )。机器人是一个机器对象 运动学其中包含 对机械手的动力学参数。两项措施来选择支持和选择性 争论 即 “ (默认 )或“ 广义 测量是单纯依赖运动的数据 ,并给出了一个显示 距奇点 “ 多 远”的机械手 ,从而能够移动和力 方 向各个方向均匀。 操作措施利用动态数据 , 并指出机械手的惯性椭球面是球形。 如果是一个向量 回一个标量的性能指标。 如果是一个矩阵 回专栏向量 一个列向量 ,每一行的性能指标 ,是由相应 由一排的 q 表示的姿态 。 算法的措施是基于条件数机械手的雅可比 5 |J(q)J(q)|” | 测度矩阵计算笛卡尔惯性 M(x) = J(q)TM(q)J(q)1 笛卡尔机械手的惯性椭球面上 xM(x)x = 1 并给出了多好机械手可以加速的笛卡尔的方向。 这里的标量测量计算的比例最小 /最大椭球形轴 想的情况下 ,这个椭球面将球 ,给人们提供了一种比 1, 但在实际操作中会少于 1。 也要看 性 ,机器人 参考 t” ,分析和控制机器人的带有冗余 , 1 智力。编辑。 机器人的研究 ,(布雷顿森林体系、 页。 735983 年。 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 33 机器人。 机器人。 目的 是从机器人移摩擦对象 简介 器人 )。 器人” ,所有的 )。 描述 返回一个新的 修改过关节摩擦性能的 机器人 。 第一个窗体设置下 摩擦值为零，链接 第二个窗体组成环节设置的粘性 和库仑 值组成环节设 置为零。 结果机器人对象有它的名字的前缀滤线的。 这是很重要的动力学计算分析的基础上 ,提出了 的摩擦 从预防的数值积分收敛。 还要考虑 机器人还链接 / 接、摩擦、 1 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 连接 / 4 连接 / 的 从链接对象目标移除摩擦 简介 接 )。 接 ,所有的 )。 描述 返回一个新的 修改关节摩擦性能的 链接对象。 第一个窗体设置下摩擦值为零。 第二种形式集两者的粘性和库仑摩擦值为零。 对于 动力学计算分析 这是很重要的 ,提出了 的摩擦 从预防的数值积分收敛。 还要考虑 机器人、连接、摩擦 ,1 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 5 的 转换 量均匀转化 简介 o,a)。 描述 次变换一个旋转 ;如果执行失败 ,将返回指定的笛卡尔 方法 ,和各自的 。 算法 T = 0 0 0 0 1 O 和 a 是 单位向量分别对应于 o。 还要考虑 1 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 扰乱 36 扰乱 目的 扰乱 机器人的动态参数 , 简介 扰乱 (机器人 ,p)。 描述 返回一个新的机器人 随机修改 动力学参数 :连接质量和惯性。 这个是乘法以致扰动值都乘以随机数的间隔 (1(1 + p)。 用于调查的鲁棒性 ,各种模式控制方案的一个模型 基础的模型控制器和 型应用于实际的 工厂 。 结果机器人对象有它的名字用“ P / e 弦的前缀。 还要参考 ,器人 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 37 的 创造一个 60 介 器人的物体 描述 创建一个机械 对象 描述了 机器人运动学和动力学的特征 美洲狮 560 机械手 。使用 的 运 动学习俗按照保罗和张 ,和所有的人 在标准 位量。 还要定义坐标 向量 , qz 对应 , 准备和充分 分别 伸展 (在 态 。 坐标架用于 60 显示其零角度的姿势 的细节 。 还要考虑 机器人 ,坦福大学 参考资料 r “高计算效率为带有球形机器人运动学 手腕”。 j 28,第 2 卷第一期 ,页。 32986 年。 柯克和 b 之 ,寻找共识模型参数的报道 美洲狮的机器人 , 560。 力。 09/10/1997。机器人与自动化、 (圣迭戈 ),页 1608 - 318,1994 年五月。 柯克和 b 之 ,教育学的美洲狮 560 动力学 :严格的鉴定 “ 献资料法、访谈法 ,第 13 卷 ,第 3 期 ,页 ,1995 年。 253 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 8 的 创造一个狮 560 机器人的物体 简介 匮要略 描述 创建的机器 对象 述了 机器人运动学和动力学的特征 一个美洲狮 560 机械手 。它使用克雷格的修改 过 号 用实际的 运动学公约 ，来自 外阴阿姆斯特朗 , 还 定义 坐标向量 关节 ,qz, qz 对应 , 分别充分准备 伸展 (在 态 。 还要考虑 机器人 ,坦福大学 参考资料 阿姆斯特朗 ,b . j . ,显式动力学模型和惯性参数 美洲狮的手臂 , 560。 力。 09/10/1997。机器人与自动化研究所硕士论文 (华盛顿 ), 1986 年 ,页。 510 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 9 的 值的目的 简介 金匮要略 (1) ,第二 ,r)。 描述 和 1之间常用的变化。 这是一个球形线性插值 (与 其 ),可以解释为插值大多数 在球面上圆弧。 如果 r 是一个向量 ,然后一个 阵列四元数的 单元返回 对应连续值。 例子 举个简单的例子吧 0) 1) 参考资料 k 引用 ,“动画和四 ,三 , (旧金山 ),页。 245位歌手公司、连接飞行模拟事业部 ,1985年。 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 简介 q = q = v, q = ) q = s vx vy 描述 四元数的平均值是构造函数描述为四元数对象。第一种形式返回一个新的物体。 其论点价值相同。第二种形式的初始化一个旋转关于这个向量 v 的 四 元数 。 例子 举个简单的例子吧 , 1 0 0) ) ) 第三个表格设定一个旋转四 元数， 相当于 给出 3*3 旋转矩阵 ,或 4*4 的旋转子阵齐次变换。 第四个 以 四元素的形式直接在 s 标量组件和 vx vy 量。 所有的形式 ,除了最后一个单位 ,也就是说 返回一个四元数 大小的统一。 有些算子对四类过 载 了 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 四 41 or q * v a is v is by v is a 3 3 q1 2 q(j qj j is an j 0 is by j t = t = 0 0 0 0 0 0 0 t) q1.r q1*q1 q1* 1 q1/q1 1 q1/q2 q1* 警惕 在这个时候向量和四元数不被支持的，你可以无论怎么使用行元素 ，都 要保持四元素的一定数量 还要考虑 四元素 ，计划 k 引用 ,“动画和四 ,三 , (旧金山 ),页。 245位歌手公司、连接飞行模拟事业部 ,1985 年。 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 四元数 /情节 43 四元数 /情节 目的 四元数的平均值轮换。目的阴谋 简介 (q)的情 节金匮要略 描述 对于四个对象的情节是 超载 的而且 显示三维块 轴旋转下显示的 标准 轴 被转换 。 例子 一个旋转的例子 于 X 轴方向。显然 X 轴旋转不变性下。 q= q = q) ! 还要考虑 四元数 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 4 的 通过递归 动力学计算公式 简介 q, q qd q, q qd q, q qd 描述 算的运动微分方程在一种有效的方式 ,使关节力矩的联合 位置、速度和加速度。 如果 q,qd,排向量 ,然后 行向量关节力矩。如果 q, 然后 一个矩阵 ,矩阵的每一行是关节力矩进行相应的成排的 q, 重力方向主要是由机器人的对象 ,但可能会被提 供引力 加速度方向 gx gy 外部力量 /力矩的臂上也可以通过调用一个 6 y x z机器人坐标架。 转矩计算可能包含贡献由于惯性和铰摩擦电枢绕组的话 指定参数矩阵 这个 本的功能是 1000 倍的速度比 到这样的第一节 如何手动 译 和安装。 算法 计算 关节力矩 =M(q)q+C(q, q) q+F( q)+G(q) 在 M 矩阵 ,C 的机械手的惯性矩、华氏度 (约为 向与莫斯科的粘性 摩擦力 ,G 重力荷载。 注意 在 件目前正支持基地和工具转换忽视。 还要考虑 机器人 ,性、摩擦 限制了 件目前仅供 筑。 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 5 参考 资料 机械硕士 ,沃克。保罗。 线计算方案 ,机械 学动力系统、测量和控制 ,102:69980 年。 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 机器人。 机器人。 46 目的 机器人的物体 简介 r = r = r = .) r = H .) r = .) 描述 机器人对机器人的构造函数对象。第一个表格创建一个默认的机器人 ,第二种形式 :返回一个新的机器人形态，具有 相同的值时 作为 它的论点。第三个表格创建一个机器人 形式 从一个 连接对象 行元素 定义了机器人运动学和动力学。这个 第四、五形态创造一个机器人的对象 ,剩下 定格式矩阵。 后面 的三种形式都能接受的字符串参数可拖采 取作为 机器人名字 ,制造商和评论。 自从 件不支持这个概念的方法已经公开课变量写 让机器人被引用的对象参数 (r)或指定 (一 )由下列表格 r of r+a of r+a r+a r+a r+a 3 r DH 0 if 1 if r+a of r+a of r H r YN r+a r+a n 2 r 1, 0 if or r+a r+a r+a r+a r+a 些操作的机器人 ,其实是一种适应性水平周围同样链路的物体 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 机器人。 47 功 能： :抵消 , 抵消的 矢量被添加到距用户指定的关节角前 ,任何运动或动态功能 调用 (实际上是在这个链接对象 )。同样 的 是 它被 减去 在操作 后 如逆运动学。需要一个共同抵消向量 ,是因为 这个 修改 符号 的约束 。这个机器人的零关节角常常是相当不寻常的 (甚至无法完成 的 )的姿势。联合坐标偏移提供一种方法来做一个任意姿势与零关节角。 默认值为机器人参数如下 : ” ” m/s2 n,1) ,4) ,4) 4 1 乘法操作符、 *、过载和两个机器人是一个机器人的对象 这个系列的 系。转换的工具 ,但最后却被忽视 ,机器人 除了第一个变换机器人将被忽略。 情节功能也超负荷 ,是用来提供一个机器人的动画。 例子 L1 = 0 0 0) L = 1x1 L2 = 0 0 ) L = 1x1 1x1 r = ) r = (2 &H R/P ( ( 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 48 机器人。 还要考虑 链接 ,情节 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 机器人 /情节 49 机器人 /情节 目的 图形机器人的动画 简介 q) q, .) 描述 对于机器人对象情节 超载 ，显示图形表示法的机器人 在 给定的 机器人运动学资料。这个机器人是为一个简单折线将在线连接 坐标系 的起源。如果 q 是代表一个 阵 然后一个动画的轨迹的机器人运动。 图形注释 基本的棒图的机器人可以标注 在平面的阴影 腕轴和标签的 ,显示了三段短暂的正交彩色。 红色的 (X)、绿色 (Y 和惯性 )和蓝色 (Z 或接近 )。他们可以选择性地 标签 签。 这些都是 3D 圆柱行关节接头、 盒 ,背卷棱镜的关节 机器人的名字。 所有这些需要某种形式的尺寸 ,这是一个简单的启发式方法确定使用 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 机 器人 /情节 50 这个工作空间维度。这个尺寸可以改变 ， 设定的乘法 利用 项。这些不同的注释做慢的速度将动画 渲染。 选项 选择使用可变长度的参数列表包括字符串和数值。这个 允许的值是 : w D or to a an of a of of of a on of , Y, Z , O, A of is 个选项来处理从 3 个来源和顺序。 1。 元素排列 的功能选项 ,如果发现 户的电流 路径。 2。 元素排列 选择方法 ,器人的对象。这些被设置 . 方法。 3。列出的命令行参数。 获得图形。机器人 每一个图形化的机器人具有独特的标记集 等 同于 机器人的名字。当一个情节 被称为寻找所有的图形对象 ,具有 名称和移动。图形的机器人拥有一个副本的机器人 象。那个版本包含 图形处理所有的图形化的子元素 这个机器人关节角和当前状态。 这个状态 被使用 ,并调整 ,以 能。当前的关节角状态 通过 q = 得 .。如果存在的 多个实例 ,一旦 第一次被发现 ,通过给定的 返回 例如 画两个 同一 对象 的窗口。 % 60; % it a ); % % it at % it at t = 0:0; t); % to q = % on q); q); 示对于同一个机器人的多个角度的视图 T a % a % a % 在这两个数字可以调整给不 同的观点 ,例如 ,计划和高度。 警示 在他们建立的图形时，情节 仅是 ()选择第一个 访问 ,在后续的 访问中，它们被忽略。 因此 ,如果你想要改变选项 ,清晰的图 前。 还要考虑 看 ,器人 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 2 的 对一个向量的旋转 简介 T = v, 描述 回一个齐次变换代表一个旋转弧度的。 矢量 v。 还要考虑 1 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 3 岁 , 目的 旋转 X,Y 和 Z 轴 简介 T = T = T = 描述 返回齐次变换代表一个旋转弧度的 X,Y 和 Z 轴 还要考虑 71 彼得柯克机器人工具箱释放 ,2002 年 4 月 4
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