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【6h】

基于MATLAB的机器人运动仿真研究

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摘要

1前言

1.1研究目的和意义

1.2国内外研究现状

1.2.1国外的研究现状

1.2.2国内的研究现状

1.3论文主要研究内容

2基本运动学、动力学基础

2.1.1机器人的坐标变换

2.2.2 D-H表示法

2.2正逆运动学

2.3拉格朗日法

2.4机器人运动轨迹规划

3单关节机器人的建模仿真

3.1单关节机器人的结构与运动

3.1.1单关节机器人的结构

3.1.2单关节机器人的参数

3.1.3单关节机器人的运动过程

3.2单关节机器人的数学建模

3.2.1运动轨迹规划

3.2.2机械结构建模

3.2.3电气结构建模

3.2.4控制结构建模

3.3单关节机器人的MATLAB仿真

3.4本章小结

4双足机器人的建模仿真

4.1双足机器人结构参数

4.2双足机器人运动学分析计算

4.2.1正运动学分析计算

4.2.2逆运动学分析计算

4.3运动轨迹计算

4.4速度、加速度、角速度、角加速度计算

4.5双足机器人的MATLAB仿真分析

4.6本章小结

5、双足机器人的运动仿真研究

5.1匀加速直线运动研究

5.2平稳运动的研究

5.3本章小结

6结论

6.1全文总结

6.2论文的创新点

6.3论文的不足之处

7展望

参考文献

9攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢

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摘要

随着科技的发展,人们对生活质量的要求日益提升,因此在很多情况下对于机器人的需求日益增多,因为机器人可以代替人类完成各种复杂、繁琐、危险等恶劣环境下的工作任务。机器人的应用也越来越广泛,包括娱乐、服务、医疗、军事等多方面,因此机器人的发展是未来一个重要的领域。但由于机器人本身造价高、材料要求严格、技术难度大、安全性等诸多因素的限制,使机器人的实际学习、研究、运用没有那么广泛便捷,只是小范围的研究运用。在这种情况下,运用MATLAB这一工具,对机器人运动进行建模仿真研究,是一种便捷的研究机器人的方式和手段。本文基于MATLAB仿真软件,对单关节机器人和双足机器人展开研究。 本文首先对一个单关节机器人进行了建模仿真研究,单关节机器人作为所有机器人的基本组成部分,可以做为双足机器人的上肢或者下肢的一部分,比如下肢中的胯关节加大腿或者膝关节加小腿。并对单关节机器人进行了轨迹规划,建立机械结构模型、电气结构模型、控制结构的数学模型,并在MATLAB中实现仿真研究。 其次是对双足机器人的研究,双足机器人作为一类与人类形态最为接近的机器人,由于它与人类下肢的相似性,有多个自由度,相比于其他类型的机器人更为灵活,增加了运动的多变性,因此成为了可以最大限度替代人力工作的机器人。在单关节机器人研究的基础上,进一步对双足机器人展开研究讨论。对其进行完整的正逆运动学分析并建立数学模型,规划其运动轨迹,在MATLAB中实现仿真研究,使机器人可以按照设定的轨迹实现平稳步行运动。 最后在双足机器人匀速运动的基础上,考虑到机器人实际运动的多种情况,进行了匀加速运动的仿真分析。最后为了机器人能够实现平稳运动,不仅仅考虑到重心的上下移动,在双足机器人的腰部增加一个重心调节器,通过调节器的左右移动进行调节机器人的稳定性,并且利用MATLAB建模仿真结果分析,机器人可以实现稳定行走,这样的理论建模仿真研究为后续的样机实现奠定了基础。

著录项

  • 作者

    康奇家;

  • 作者单位

    天津科技大学;

  • 授予单位 天津科技大学;
  • 学科 检测技术与自动化装置
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 戴凤智;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 自动化技术及设备;
  • 关键词

    MATLAB; 机器人运动;

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