周浩 刘柱

【摘 要】本文主要针对工业机器人运动学仿真的分析方法进行了综述，主要有D-H法、MATLAB工具箱法、Adams软件法以及CATIA软件法。D-H分析法能够得出空间位置解析式，但不能直观观察机构的运动以及不能分析速度与加速度，而MATLAB、Adams、CATIA软件不仅能够观察机构的实际运动状况，还能够分析速度与加速度。

【关键词】工业机器人； D-H；三维软件； MATLAB；运动学仿真

引言

作为人类20世纪最伟大的发明之一，机器人在短短的几十年内发生了日新月异的变化，机器人技术的出现和发展，不但使传统的工业生产面貌发生根本性变化，而且将对人类的经济发展产生深远的影响。机器人广泛应用于社会的各行各业，包括：医疗、机械、物流、制造、汽车等。工业机器人主要有关节型机器人、球坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、直角坐标型机器人。对于工业机器人的运用，它的运动空间位置与速度、加速度是十分重要的。因此，本文主要叙述了机器人运动学仿真分析的方法。

1 .D-H法

D-H法是1995年由Denavit和Hartenberg提出的一种建立相对位姿的矩阵方法。多自由度机器人是具有多个关节的空间机构，为了描述末端执行机构的空间位置，在之前的各个关节建立坐标系（如图1），再利用齐次变换描述各个连杆相对于固定参考坐标系的空间几何关系，即用一个4 4的齐次变换矩阵描述相邻两连杆的空间关系，从而推导出“末端执行机构坐标系”相对于“基坐标系”的等价齐次变换矩阵，建立执行机构的运动学方程。……