刘嘉

基于多轴机械臂的外部指令控制策略分析

刘嘉

（太原工业学院机械工程系，山西太原030008）

本文以多轴机械臂为研究对象，基于CytonVeiwer软件，进行了机械臂运动学建模，实现了手柄对机械臂的控制，并将其运动轨迹导入到MATLAB软件中进行仿真，得到对机械臂运动轨迹的再现。通过上述工作，确定了仿真方法的可行性，为多轴机械臂控制仿真提供了借鉴方法。

多轴机械臂；运动学建模；手柄

本文针对多轴机械臂展开分析，研究外部指令控制下的机械臂运动控制策略。依据D-H方程进行机械臂的运动学模型的建立，并依据该模型，确定了机械臂运动仿真的方法。本文中使用的机械臂的DH参数如表1所列。

表1 实验室机械臂的DH参数表

根据上表得到，机械臂各连杆的齐次变换矩阵依次为：

1 机械臂的建模与仿真

首先，根据D-H参数，使用link函数建立机械臂各种连杆模型。

格式：L=link（[alpha A theta D sigma offset]，CONVENTION）

（1）sigma：0表示连杆对应的关节类型为旋转关节；1表示连杆对应的关节类型为平移关节。对应关系，连杆1对应关节1，以此类推。

（2）CONVENTION：字符串'standard'表示标准DH方法；字符串'modified'表示非标准的D-H方法。

（3）alpha A theta D：用D-H方法得到的D-H参数。

特别注意：对于旋转关节，theta是关节变量，表示关节角，随关节的旋转而变化，其余三个参数则为常数，反映了连杆之间的几何关系。对于平移关节，D为关节变量，表示关节位移，随关节平移而变化，其余三个参数则为常数，反映了连杆之间的几何关系。在使用该函数建模时，关节变量一律取为0即可。其它参数则直接使用D-H参数值。……