文档介绍：中北大学学位论文图书分类号 TP241 密级非密 UDC 注1硕士学位论文 GAMMA300 型七自由度机械臂建模与仿真柏滢(作者姓名) 指导教师(姓名、职称) 林都、教授申请学位级别硕士专业名称控制工程论文提交日期 2015 年月日论文答辩日期 2015 年5月 24日学位授予日期________ 年______ 月______ 日论文评阅人张井岗、王忠庆答辩委员会主席王晓凯年月日注1 :注明《国际十进分类法 UDC 》的分类万方数据中北大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名: 日期: 关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定,其中包括: ①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件; ②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文; ③学校可允许学位论文被查阅或借阅; ④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文; ⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名: 日期: 导师签名: 日期: 万方数据中北大学学位论文 GAMMA300 型七自由度机械臂建模与仿真摘要本文以冗余度为 1 的美国 ROBAI 公司生产的 7 自由度冗余机械臂 GAMMA300 为具体研究对象, 对机械臂的正、逆运动学,动力学以及轨迹规划方面进行分析与研究。鉴于 GAMMA300 七自由度机械臂的结构特点,采用标准 Denavit-Hartenberg 方法建立笛卡尔空间坐标系,并通过齐次变换矩阵构建机械臂正运动学方程。在第三章当中首先根据 D-H 法建立以关节角度为变量的正运动学模型,对于 GAMMA300 的逆运动学采用矩阵的逆乘方法计算运动学逆解问题。利用 Robotics Toolbox 机器人工具箱编写 GAMMA300 型机械臂的正、逆运动学程序,之后进行仿真来验证机械臂的正运动学模型以及逆运动学的正确性。本文采用牛顿-欧拉法建立七自由度机械臂 GAMMA300 的动力学模型,并获得了各连杆的运动分别与作用于其上的力、力矩之间的关系。由于 GAMMA300 机械臂没有提供动力学参数,所以无法对其动力学进行仿真验证,文中仅以二自由度机械臂为例,根据牛顿-欧拉递推算式验证动力学方程。对机械臂进行运动学分析是为了更优控制,以此来实现更精准的轨迹规划控制。对于机械臂的轨迹规划,文中应用三次多项式插值和五次多项式插值对 GAMMA300 型机械臂的各关节运动进行关节空间的轨迹规划。对笛卡尔空间的直线规划,连续路径规划利用 Robotics Toolbox 进行仿真,并分析仿真结果。本文为与该机械臂具有相似结构的机器人提供了正逆运动学算法,也为轨迹规划与动力学控制提供了理论依据。关键词: 七自由度,机械臂, 运动学,动力学,轨迹规划,仿真万方数据中北大学学位论文 Modeling and s imulation of 7-DOF manipulator GAMMA300 Abstract In this paper, ording to manipulator kinematics and dynamics and trajectory planning problem s, taking 7 -DOF redundant manipulator GAMMA300 with 1 redundan t from pany in the United States as specific research object, analysis and research are done. Based on structural characteristics of 7-DOF manipulator GAMMA300, using Denavit-Hartenberg standard method to establish the Cartesian coordinate system, forward kinematics equations are established through manipulator homogeneous transformation. In the third chapter establish joint angle for the kinematics model variables through D-H method matrix are use