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电冰箱能耗检测过程中,开关冰箱门是既重复又费时的工作,非常适合机器人代替人工工作,本文针对机械臂在电冰箱能耗检测过程中的应用需要,研究六自由度机械臂的运动轨迹控制及轨迹规划。 本文通过对开关冰箱门的六自由度机械臂进行建模并求其运动学方程,再将机械臂位姿的期望关节角度转化为电机运行参数,通过机械臂的运行结果及利用OpenGL仿真机械臂的运动轨迹验证机械臂开关冰箱门动作的正确性。本文所做主要工作如下: 采用标准的D-H方法建立机械臂数学模型。将各个关节坐标与基坐标系间的矢量空间关系用齐次变换表示出来,然后将各相邻关节坐标系间的矢量空间关系用平移旋转等变换得到,从而得出末端执行器的空间位置相对于基坐标系的齐次变换关系。再通过分析其正运动学,应用解析法求解关节角从而推导出逆运动学的解。 通过对三次多项式插值法和五次多项式插值法进行对比研究,由它们的结果得知采用五次多项式插值法有利于机械臂的驱动电机稳定的运行。并且,利用五次多项式插值法解得冰箱开关门机械臂的关节角度,从而推导出电机的运行参数使其验证了机械臂开关冰箱门动作的正确性。 根据六自由度机械臂在冰箱能耗检测线中的空间运动轨迹,在基于MFC框架类和OpenGL图形库的VC平台对其进行轨迹仿真。软件的仿真程序中包含有轨迹规划算法及运动学求解方程,验证了机械臂数学模型及完成开关冰箱门轨迹的正确性。