PUMA机器人工作空间大作业.docx

1、PUMA机器人工作空间大作业2016 年秋季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目：机器人技术学生所在院（系）：机电工程学院学生所在学科：机械设计及理论学生姓名：学号：学生类另iJ：考核结果阅卷人PUMA机器人1建立坐标系建立的坐标系如下图所示：2给出D-H参数表根据建立的坐标系，确定D-H参数表如下:表1 DH参数表连杆i变量已aid：运动范囤1日尸9090。00-160 1602久=0。0a2d-o、p、-C*23一附23C23s3a2 + 4冬zPz0001 .0001根据矩阵两边元素（1, 3）（2, 3）分别对应相等,可得55 一 （qc4c23 + 时4 ） 一 竹（込沁

2、 _佔）=$5一仆泸23 一。宀3込一冬23= = a (an 2(0234 一色(CC4C23 + SS4 ) -av (51C4C23 一5刀)，一0上卩23 一623$1 一仏&)根据矩阵两边元素（2, 1）和（1, 1）分别对应相等，可得nx(c冋03 -ny (计23 + Cc4) + nzs23s4 = s6nx (qc4c5c23 + 5jC554 一cxs5s23) + ny (cAsc5c23 一祸切 一s4cc5)一nz (沁 + c4s5s23) = c6从而求得6=atan2(56,c6)用Matlab编程得岀工作空间工作空间：机器人的手臂或手部安装点所能到达的所有空间

3、区域，不包括手 部本身所能到达的空间区域。可将第5个坐标系的坐标原点看作手部安装点，计算工作空间时，将第5 个坐标系的坐标原点当作动点，取将其带入步骤计算出表达式色尸卩严“即可求得动点的位置（工作空 间）。相应的Matlab程序如下:clc;clearformat long%给出PUMA机器人的基本设计参数：a2 = 431.8;a3 = 20.32;d2= 149.09;d4 = 433.07;%计算该机器人动点的位置，即px, py, pz；%设置步长L计数器初始值为1,并预先为px, py, pz分配内存空间；1 = pi/180;k=l;px = linspace(0J J00000)

4、;py = linspace(OJ J00000);pz = Iinspace(O,l J00000);for theta 1 =-160*1:10*1:160*1for theta2 =-225*1:10*1:45*1for theta3 =-45*1:10*1:225*1px(k) = a2*cos(thetal)*cos(theta2) - d2*sin(thetal)- d4*(cos(theta 1 )*cos(theta2)*sin(theta3) + cos(thetal )*cos(theta3)*sin(theta2) + a3*cos(thetal)*cos(theta2)

5、*cos(theta3)- a3*cos(thetal)*sin(theta2)*sin(theta3);py(k) = d2*cos(thetal) - d4*(cos(theta2)*sin(theta 1 )*sin(theta3) + cos(theta3)*sin(theta 1 )*sin(theta2) + a2*cos(theta2)*sin(theta 1) + a3*cos(theta2 )*cos(theta3)*sin(theta 1)- a3*sin(thetal)*sin(theta2)*sin(theta3);pz(k) = - d4*cos(theta2 + theta3) - a3*sin(theta2 + theta3) - a2*sin(theta2); k = k+l;endendend%根据px, py, pz的值，绘制工作空间的示意图，并设置标题等图形属性； plot3(px,pypz,T);titleCPUMA机器人的工作空间)；xlabcl(X/mm);ylabel(,Y/mm,);zlabelCZ/mm1);grid on最后得到PUMA的机器人的工作空间如下图所示：石妙puhaUSA的工M立厲puhaUSA的工汴立厲XAWrtfffin