六自由度機(jī)器人運(yùn)動規(guī)劃研究.pdf

1、隨著國內(nèi)外學(xué)者對機(jī)器人技術(shù)研究的不斷深入和拓展，機(jī)器人應(yīng)用也是越來越廣泛，六自由度機(jī)械手在各個領(lǐng)域也展現(xiàn)出了其重要作用。本文基于六自由度串聯(lián)機(jī)械手研究了在靜態(tài)環(huán)境中機(jī)器人的運(yùn)動控制方法，以采用C++和OpenGL編寫的機(jī)器人仿真控制系統(tǒng)為平臺，驗證了機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)解算、RRT路徑規(guī)劃等算法。本文的研究內(nèi)容可以分為機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析、機(jī)械手運(yùn)動路徑規(guī)劃和仿真控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三部分，各個部分緊密聯(lián)系，承上啟下。主要內(nèi)容如下：
　　(1)機(jī)器

2、人正逆運(yùn)動學(xué)分析：通過建立機(jī)器人運(yùn)動學(xué)模型，利用D-H參數(shù)建立機(jī)器人連桿坐標(biāo)系，進(jìn)行機(jī)器人正逆運(yùn)動學(xué)分析。本文利用坐標(biāo)系之間的變換矩陣，進(jìn)行正運(yùn)動學(xué)求解，得到正運(yùn)動學(xué)的計算結(jié)果，然后采用倍四元數(shù)以及結(jié)式化簡消元的方法計算逆運(yùn)動學(xué)的結(jié)果。最后給出了編程實(shí)現(xiàn)結(jié)果。
　　(2)機(jī)械手運(yùn)動路徑規(guī)劃：路徑規(guī)劃是根據(jù)六自由度機(jī)械手末端執(zhí)行器的初始位置和指定的目的點(diǎn)位置，在空間靜態(tài)環(huán)境中，搜索出一條可行的無碰撞路徑，使機(jī)械手末端能從初始點(diǎn)運(yùn)動到

3、目標(biāo)點(diǎn)。本文首先介紹標(biāo)準(zhǔn)RRT算法，然后引入方向向量改進(jìn)RRT算法，并利用其規(guī)劃從機(jī)械手初始位置到目的點(diǎn)位置的無碰撞路徑。
　　(3)仿真控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)：為了驗證前面的運(yùn)動學(xué)分析以及運(yùn)動路徑規(guī)劃的正確性，利用面向?qū)ο蟮腃++語言以及OpenGL編寫了六自由度串聯(lián)機(jī)械手的仿真控制系統(tǒng)，在此平臺上實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系的建立、正逆運(yùn)動學(xué)的解算、工作空間的繪制以及運(yùn)動路徑的規(guī)劃等。
　　本文編寫實(shí)現(xiàn)的六自由度串聯(lián)機(jī)械手仿真控制平臺，完全模擬現(xiàn)實(shí)