五自由度MOTOMAN焊接机器人运动学分析与仿真计算 摘要 随着科学技术的发展以及工业自动化生产的需求，焊接技术在工业生产中占有的比重越来越大，而且焊接技术的优良程度在一定程度上直接影响零件或产品的性能和质量，国内焊接机器人虽然已经具有一定的规模，但与我国焊接生产需求相差很远。因此大力研究开发焊接型机器人具有重要意义。 为研究6自由度Motoma
n机器人的焊接特性。首先对该类型机器人进行结构设计与分析，并用Solidwoks绘制出该三维模型。通过对该机械臂建立的数学模型，对机械臂的正运动学进行了分析，采用解析法对关节角进行解耦运算，推导出了逆运动学的封闭解析解。根据该五自由度机械臂的构型，基于MFC框架类和Ope
nGL图形库，在VC++6.0开发平台上专门开发了一套适用于这种构型的三维仿真工具，来实现对该机器人的仿真分析. 仿真实验结果有效地验证了机械臂数学模以及正、逆运动学求解过程的正确性，并实现了手臂末端沿期望的轨迹进行运动，这表明该Motma
n机器人具有较好的焊接特性，能够满足生产的需要。 关键词：Motoma
n机器人；逆运动学；MATLAB；仿真 目录 摘要I ABSTRACT II 第1章绪论1 1.1焊接机器人研究的背景和意义1 1.2我国工业机器人研究现状1 1.3国外机器人的研究现状1 1.4研究课题的提出2 1.5 MOTOMAN焊接机器人简介2 1.6机器人仿真技术的应用及研究3 第2章机器人机械结构的设计4 2.1机器人的自由度4 2.2机器人机械设计的特点4 2.3方案功能及结构设计与分析5 第3章Motoma
n机器人运动学分析7 3.1概述7 3.2机械臂位姿的描述7 3.2.1位置的描述--位置矢量7 3.2.3坐标系的描述8 3.2.4平移坐标变换8 3.2.5旋转坐标变换9 3.2.6复合变换9 3.2.7齐次坐标变换9 3.2.8平移齐次坐标变换9 3.2.9旋转齐次坐标变换9 3.2.10复合齐次坐标变换10 3.3 6自由度Motoma
n机器人建模及运动学分析10 3.3.1建立数学模型10 3.3.2正运动学分析11 3.3.3逆运动学分析17 3.3.4焊接机器人末端姿态的求解21 3.3.5机器人可达空间分析22 3.3.6雅克比矩阵求解分析23 3.4运动轨迹规划算法24 第4章Motoma
n机器人仿真程序设计28 4.1机器人运动学仿真28 4.2 Matlab程序仿真结果31 4.3仿真结果分析34 结论与展望35 参考文献37 致谢39