機(jī)械手工作空間的設(shè)計(jì)

1、三自由度機(jī)械手工作空間的設(shè)計(jì)（三自由度機(jī)械手工作空間的設(shè)計(jì)（MATLABMATLAB）題目的選擇題目的選擇：三自由度機(jī)械手工作空間分析，θ1，θ2，θ3的轉(zhuǎn)角范圍90?~90?，l0=1m，l1=l2=0.8m。每個(gè)桿橫截面積為60mm20mm的矩形鐵桿，θ1繞垂直z軸旋轉(zhuǎn)，θ2，θ3在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。理論分析：理論分析：從題干可以得知，首先此工作空間需要有三個(gè)桿組成，即l0=1m，l1=l2=0.8m，可以在剛體中設(shè)置長(zhǎng)度；其次，題目要

2、求θ1，θ2，θ3的轉(zhuǎn)角范圍90?~90?，此項(xiàng)可以在信號(hào)發(fā)生器模塊里面設(shè)置，本題信號(hào)均選擇π2的正弦波作為發(fā)生信號(hào)；第三，要求θ1繞垂直z軸旋轉(zhuǎn)，我的理解是模擬機(jī)械手的支撐單元桿，此結(jié)構(gòu)會(huì)做原地的自傳，也就是圍著Z軸旋轉(zhuǎn)，滿足題目要求；最后，要求θ2，θ3在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，這個(gè)比較好實(shí)現(xiàn)了，只要在剛體設(shè)置中，定好桿的位置就可以實(shí)現(xiàn)?；诨赟imMechanicsSimMechanics的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析：的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析：根據(jù)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)組成，

3、基于SimMechanics的三關(guān)節(jié)機(jī)器人仿真模型如圖1所示。圖中SimMechanics仿真模型主要由三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模塊，三個(gè)剛體模塊和一個(gè)地模塊組成。轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)1、2、3（R1、R2、R3）表示機(jī)器人的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，剛體1、2、3（B1、B2、B3）代表?xiàng)U1、桿2、桿3，地（Ground）表示固定機(jī)座。對(duì)于關(guān)節(jié)1、2、3用兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器（R1Actuat、R2Actuat和R3Actuat）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，為了精簡(jiǎn)模型，本模型采用了封裝子系統(tǒng)

4、操作，即把關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器部分封裝起來(lái)，由于三處關(guān)節(jié)得驅(qū)動(dòng)基本相同，所以三處都采用了此操作，封裝之后如下圖中的（Power1、Power2、Power3），用兩個(gè)傳感器（R2Sens和R3Sens）測(cè)量關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角，軌跡規(guī)劃模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)器人末端的運(yùn)動(dòng)軌跡。2）剛體模塊參數(shù)的設(shè)定：此處參數(shù)的設(shè)定很關(guān)鍵，設(shè)置的對(duì)錯(cuò)將決定整個(gè)系統(tǒng)是否可以正常運(yùn)行，參數(shù)的設(shè)定也是相對(duì)麻煩一些的，現(xiàn)在詳細(xì)的介紹一下本題剛體模塊參數(shù)的設(shè)定方法。首先，要設(shè)定一個(gè)基準(zhǔn)，這里我采用

5、Bottom為基準(zhǔn)，設(shè)定其坐標(biāo)為（0，0，0），并取名為CS1；其次，設(shè)定Top的坐標(biāo)為（0，0，1），取名為CS2，這樣以來(lái)就可以確定第一個(gè)桿的長(zhǎng)度為1m，它是以CS1為基準(zhǔn)設(shè)定的。再者還要設(shè)定一個(gè)中間點(diǎn)，坐標(biāo)為（0，0，0.5）取名為CG它也是以CS1為基準(zhǔn)的。其參數(shù)的初設(shè)定如圖4所示。之所以稱之為初設(shè)定，是因?yàn)檫@樣設(shè)定后還不能滿足題目的要求，因?yàn)轭}目中要求每個(gè)桿橫截面積為60mm20mm的矩形鐵桿，所以還需要多設(shè)置8個(gè)點(diǎn)，即每4個(gè)

6、點(diǎn)可以形成鐵桿的兩個(gè)截面。值得注意的是，此8個(gè)點(diǎn)中每4個(gè)點(diǎn)是關(guān)于中心點(diǎn)對(duì)稱的，并且4個(gè)點(diǎn)是以CS1為基準(zhǔn)，后4個(gè)點(diǎn)以CS2為基準(zhǔn)。單位是毫米，截面積為60mm20mm，所以可以這樣設(shè)定前4個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，即第一點(diǎn)坐標(biāo)是（0.03，0.01，0）依次類推，第二點(diǎn)坐標(biāo)（0.03，0.01，0），第三點(diǎn)坐標(biāo)是（0.03，0.01，0），第四點(diǎn)坐標(biāo)（0.03，0.01，0），這樣就可以構(gòu)成桿件的一個(gè)下平面。桿件的上平面也是如此設(shè)定坐標(biāo)，這四個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)