基于 MATLAB 的串联机械臂运动学分析和轨迹规划

曾 林, 蔺 国民, 温 钰林
西京学院/机械工程学院

摘要


针对在车间作业的搬运机械臂，为探究机械臂的运动学特性，规划机械臂的运动轨迹，以实现机械臂的平稳运行
和精确控制，文中以 Elfin 系列 6 轴协作串联机械臂为研究对象，首先，通过改进 D-H 参数法建立连杆坐标系，推导运动
学方程，再使用 MATLAB 进行正逆运动学仿真，以验证模型建立的正确性；其次，在关节空间轨迹规划的基础上，用多
项式插值法对机械臂进行轨迹规划，通过三次多项式插值和五次多项式插值对比仿真试验，结果表明五次多项式插值的轨
迹规划效果更好，能够使机械臂的各个关节参数曲线连续光滑；最后，根据机械臂特定的工作任务，对其进行了轨迹规划
和模拟仿真，并计算出了机械臂的各个关节量，在 MATLAB 仿真试验中，验证了机械手臂能够完成预期的运动轨迹和搬
运任务，为后续进一步研究机械臂的运动控制和轨迹优化问题提供了一定的理论和实际应用基础。

关键词


串联机械臂；运动学；多项式插值；轨迹规划；仿真分析

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DOI: http://dx.doi.org/10.12361/2661-3654-06-01-131573

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