内容介绍

原文档由会员 从头再来 发布

MATLAB机器人视觉伺服系统

73 页 2.9万字

有外文翻译，非常完整的论文。

摘 要

机器人是当今工业的重要组成部分，它能够精确地执行各种各样地任务和操作，并且无需人们工作时所需的安全措施和舒适的工作条件。已被广泛地用于汽车工业、机械加工工业等领域中。由于机器人技术的应用普及程度不断提高，机器人价格的昂贵的双方面原因，机器人运动学的动画仿真就成为了必然的选择。

院校的机器人教学主要内容是：动态演示各连杆间的运动关系，反映机器人的操作过程；对控制器控制效果进行仿真。

本文主要任务是对该机器人的运动学问题进行学习和分析研究。在解决了机器人的运动学正解问题和运动学逆解问题的基础上，提供了机器人的运动学动画仿真。为机器人的控制提供形象的、良好的辅助分析手段

而要实现动画，需准确告知Matlab模型上关键点的空间位置。为此需要详细了解机器人各关节的空间连接关系。

所以本文首先介绍了机器人的运动学原理。包括齐次坐标变换，机器人各关节坐标系建立，D-H参数的定义及运动学方程的构建。接着又对Matlab仿真语言的语法特别是Matlab动画的制作原理及方法进行了简要的阐述。最后基于Matlab成功实现了动画演示。该结果作为本课题组“机器人视觉伺服动画仿真平台”的主要演示画面被人机交互界面(GUI)所调用，比较好地反映了机器人的运动原理。

关键词 ：机器人；仿真；Matlab

Abstract

Now the robot is an important part of the industry, it can carry out variously tasks and operations precisely without the security measure and the comfortable working condition which people need. It has been widely used in the automobile industry, the machine-finishing industry and so on. For the application of robot technology becomes more popular and the price of robot is expensive, the robot kinematics animation simulation has become the inevitable choice.

The robot primary teaching coverage of universities is: dynamic demonstration of movement relations among various connecting rods, reflecting the operating process of the robot and emulating the controller control effect.....

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第1章 绪 论 1

1.1 本课题的选题背景 1

1.2 本课题的研究对象及内容 2

1.3 本课题的研究意义 2

1.4 本课题存在的局限性 3

第2章 机器人理论 4

2.1 机器人的特点，结构与分类 4

2.1.1 机器人的主要特点 4

2.1.2 机器人系统的结构 5

2.1.3 机器人的自由度 6

2.1.4 机器人的分类 7

2.2 数学基础 8

2.2.1 位置和姿态的表示 8

2.2.2 坐标变换 10

2.2.3 齐次坐标变换 12

2.2.4 物体的变换及逆变换 13

2.3 机器人运动学 15

2.3.1 运动姿态和方向角 16

2.3.2 运动位置和坐标 17

2.3.3 连杆变换矩阵及其乘积 18

2.3.4 机器人的正向运动学 20

第3章 基于MATLAB软件的动画仿真基础 21

3.1 系统的仿真技术 21

3.1.1 计算机系统仿真技术 21

3.1.2 计算机系统仿真的特点及优点 22

3.1.3 现代计算机系统仿真的应用 23

3.2 MATLAB简介 24

3.2.1 Matlab的概况 24

3.2.2 MATLAB的语言特点 24

3.3 MATLAB动画仿真的常用方法 25

3.3.1 电影方式 25

3.3.2 物件方式 26

第4章 KLD-600型六自由度机器人运动学仿真的实现 29

4.1 机器人仿真模型的构建 29

4.1.1 机器人连杆坐标系的定义 29

4.1.2 各连杆的变换矩阵 30

4.1.3 机器人正运动学分析 31

4.1.4 机器人逆运动学分析 32

4.1.5 坐标系的规定 35

4.2 仿真过程 36

4.2.1 构建机器人静态图像 36

4.2.2 驱动机器人 42

4.3 仿真结果及分析 45

结束语 48

致谢 49

参考文献 50

英文原文 52

译 文 61

参考文献

[2] 张志涌. 精通Matlab 5. 3版.北京：北京航空航天大学出版社，2000.8.

[3] 周明. 李长虹，Matlab图形技术－绘图及图形用户接口，西安：西北工业大学

出版社，1999.11.

[4] 薛定宇. 陈阳泉 基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用 北京：清华大学出版社 2002.

[5] Dollarhide Robert L. Agah Arvin．Simulation and control of distributed'robot search teams[J].Computers and Electrical Engineering，2003，29(5)：625－642.