要求解三轴工业机器人末端位姿的问题,可以遵循以下步骤:
1、建立坐标系:为每个关节指定一个本地的参考坐标系,通常使用D-H(Denavit-Hartenberg)表示法来描述机器人的几何关系模型。
2、确定参数表:根据D-H表示法,为每个关节和连杆定义四个参数值(z轴方向的旋转角、x轴方向的公垂线长度、z轴上两条相邻公垂线之间的距离、两个相邻z轴之间的角度),并填入D-H参数表中。
3、计算变换矩阵:利用D-H参数表,计算出各个关节的变换矩阵,这些变换矩阵描述了从一个关节到下一个关节的坐标系转换。
4、求解正运动学方程:将各个关节的变换矩阵相乘,得到从机器人基座到末端执行器的总变换矩阵,这个总变换矩阵描述了机器人末端位姿与基座标系之间的关系。
5、给定关节转角:在已知关节转角的情况下,可以直接将这些转角值代入相应的变换矩阵中,然后按照步骤4进行计算,得到机器人末端的位姿。
6、验证结果:为了确保计算的准确性,可以使用MATLAB等工具箱中的函数(如ikine)来验证计算结果的正确性,如果发现计算误差过大或运行失败,可能需要调整算法或优化参数设置。
需要注意的是,以上步骤主要适用于解析解的情况,如果需要处理关节极限、奇异点等问题,或者对计算速度有较高要求,可能需要采用数值解的方法(如牛顿-拉夫森迭代法)来计算逆运动学,对于实际的工业机器人应用,还需要考虑轨迹规划、避障策略等因素,以确保机器人能够安全、准确地完成任务。