機械手工作空間的設計

1、三自由度機械手工作空間的設計（三自由度機械手工作空間的設計（MATLABMATLAB）題目的選擇題目的選擇：三自由度機械手工作空間分析，θ1，θ2，θ3的轉角范圍90?~90?，l0=1m，l1=l2=0.8m。每個桿橫截面積為60mm20mm的矩形鐵桿，θ1繞垂直z軸旋轉，θ2，θ3在水平面內旋轉。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桿組成，即l0=1m，l1=l2=0.8m，可以在剛體中設置長度；其次，題目要

2、求θ1，θ2，θ3的轉角范圍90?~90?，此項可以在信號發(fā)生器模塊里面設置，本題信號均選擇π2的正弦波作為發(fā)生信號；第三，要求θ1繞垂直z軸旋轉，我的理解是模擬機械手的支撐單元桿，此結構會做原地的自傳，也就是圍著Z軸旋轉，滿足題目要求；最后，要求θ2，θ3在水平面內旋轉，這個比較好實現(xiàn)了，只要在剛體設置中，定好桿的位置就可以實現(xiàn)?；诨赟imMechanicsSimMechanics的運動學分析：的運動學分析：根據機器人的機構組成，

3、基于SimMechanics的三關節(jié)機器人仿真模型如圖1所示。圖中SimMechanics仿真模型主要由三個轉動關節(jié)模塊，三個剛體模塊和一個地模塊組成。轉動關節(jié)1、2、3（R1、R2、R3）表示機器人的兩個轉動關節(jié)，剛體1、2、3（B1、B2、B3）代表桿1、桿2、桿3，地（Ground）表示固定機座。對于關節(jié)1、2、3用兩個驅動器（R1Actuat、R2Actuat和R3Actuat）進行運動驅動，為了精簡模型，本模型采用了封裝子系統(tǒng)

4、操作，即把關節(jié)驅動器部分封裝起來，由于三處關節(jié)得驅動基本相同，所以三處都采用了此操作，封裝之后如下圖中的（Power1、Power2、Power3），用兩個傳感器（R2Sens和R3Sens）測量關節(jié)轉角，軌跡規(guī)劃模塊實現(xiàn)機器人末端的運動軌跡。2）剛體模塊參數(shù)的設定：此處參數(shù)的設定很關鍵，設置的對錯將決定整個系統(tǒng)是否可以正常運行，參數(shù)的設定也是相對麻煩一些的，現(xiàn)在詳細的介紹一下本題剛體模塊參數(shù)的設定方法。首先，要設定一個基準，這里我采用

5、Bottom為基準，設定其坐標為（0，0，0），并取名為CS1；其次，設定Top的坐標為（0，0，1），取名為CS2，這樣以來就可以確定第一個桿的長度為1m，它是以CS1為基準設定的。再者還要設定一個中間點，坐標為（0，0，0.5）取名為CG它也是以CS1為基準的。其參數(shù)的初設定如圖4所示。之所以稱之為初設定，是因為這樣設定后還不能滿足題目的要求，因為題目中要求每個桿橫截面積為60mm20mm的矩形鐵桿，所以還需要多設置8個點，即每4個

6、點可以形成鐵桿的兩個截面。值得注意的是，此8個點中每4個點是關于中心點對稱的，并且4個點是以CS1為基準，后4個點以CS2為基準。單位是毫米，截面積為60mm20mm，所以可以這樣設定前4個點的坐標，即第一點坐標是（0.03，0.01，0）依次類推，第二點坐標（0.03，0.01，0），第三點坐標是（0.03，0.01，0），第四點坐標（0.03，0.01，0），這樣就可以構成桿件的一個下平面。桿件的上平面也是如此設定坐標，這四個坐標點