六自由度串联机械臂建模与运动学分析

摘要

针对实验室自主研发的六自由度串联机械臂,采用标准DH(Denavit-Hartenberg)法建立机械臂的数学模型,对正逆运动学进行了求解.逆运动学求解中,根据机械臂前3个关节轴相交的特点,采用逆向解耦方法分组求解机械臂的后3个关节变量和前3个关节变量,得到机械臂在非奇异状态下的8组完整解析解;正逆运动学求解过程中,采用设置中间变量的方法代替齐次矩阵连乘,有效缩短了算法的运行时间.最后对正逆运动学求解算法及机械臂的工作空间进行了仿真,验证了运动学算法的有效性及该种构型机械臂的实用性,为后续机械臂的运动规划与实时控制打下了基础.