自由姿态打磨机参数

信源从成立之初，前瞻性的提出“商道立信·和合开源”的经营理念，确定“大行于信·科技为源”的企业核心，使企业获得迅猛发展。拥有信源总厂武义分厂和制造二厂三大生产基地；员工近千人，总占地面积超多万平方米，年整机生产能力达到多万台，是中国电动工具民族品牌公认的行业重点企业之一。信源结合浙江永康在电动工具行业的黄埔军校技术优势，同时融汇全球行业技术，将研发中心设立于中国金融中心——上海。现已有多个产品通过国家CCC认证，多个产品获得国家，是行业中拥有最多的企业之从源头上确保信源强大的产品力。五十多位行业著名营销专家及资深营销实战骨干组成的营销团队，大气超前的品牌形象策划战略规划及个性化营销模式，全面铸造营销力！“中国电动工具十大民族品牌”等众多重大荣誉的获得彰显了超品牌力！正是借助这些强大实效资源的强力保障，使信源以“领跑中国电动工具”的姿态，营销网络遍布全国。%以上以自主品牌形式，远销美国德国英国法国非洲亚洲南美洲大洋洲等多个国家和地区，使全世界数千万专业用户享受到信源所提供的“科技专业精准”的工作乐趣。

“打造中国电动工具民族品牌”“缔造中国电动工具文化品牌”“立足中国全球信赖”是信源人不懈的追求。信源人本着“专工强本拓新”的企业精神，精工精心打造“实效信赖特色高效超出期盼安全无忧的电动工具”。不仅是“现代信智文化”的倡导者和提供者，更具品德修养及创新意识的信德典范和创新家，努力创造“产品文化”双料。我们会尽量提供安全快捷收费合理的发货方式：①江浙沪一带由于物流比较发达，一般给予发快递，基本上-天能到达。首次将MATLAB中的RoboticsToolbox命令与编写的MATLAB程序相结合应用于新型打磨机操作臂正运动学逆运动学仿真，并对正逆运动学以及空间轨迹进行了实例仿真。通过仿真观察到操作臂各个关节的运动并得到了所需的数据，说明操作臂建模以及所设计参数的合理性和运动算法的正确性，为打磨机的动力学控制和规划的研究提供了可靠的参数。

收稿日期：--；修回日期：--此种打磨机单件打磨时间可由手工的s缩短到约s，并且也解决了因手工打磨不均匀造成的废品，提高了经济效益。

本文运用D-H坐标系统理论为基础建模，讨论操作臂的运动学问题，然后根据设计的各连杆参数，在MATLAB环境下，运用RoboticsToolbox，编写相应的从而直观地观察到程序语句快速完成运动学仿真，机械手臂的运动情况，验证了所设计的打磨机操作臂的各项参数的正确性，从而为该打磨机操作臂的其他参数的设计和计算提供了充分的保证。运动学分析本文介绍的打磨机操作臂是一种四自由度的平作者简介：解本铭（956—，辽宁彰武人，）男，工学硕士，教授，研究方向为民航设备机电液一体化中国民航大学学报年月面关节型机械手臂。操作臂运动学正问题所谓运动学正问题，是对给定操作臂的连杆几何参数和关节的位移，求解末端连杆坐标系相对于基用齐次变换矩坐标系的位姿。θθθ操作臂运动学逆问题的求解方法是：将运动方程并使两端式）（的两端依次左乘各A矩阵的逆矩阵，相等的矩阵的对应元素相等，可求得个关节变量。操作臂模型的建立进行仿真前，首先构建操作臂的模型，并输入操作臂的具体参数，命名为“manipulator”命令如下：，%连杆的前个元素一次为αiiii；aθd%一个元素为（转动关节或）（移动关节；）%参数中表示长度的单位为米，角度为弧度；L=link（；）L=link（ad；）L=link（ad；）L=link（；）方向（笛卡尔空间的位移分别变化了-.9m，）.75m和.m。图正运动关节变量Fig.Jointvariableofforwardmotion从上述正运动过程中选取个时刻的关节变量，运用式）（对各自时刻的末端执行器的位置方程进行图打磨机操作臂的三维图形Fig.-Dgraphicsofbarinder’manipulators理论计算，并将得到的结果与Matlab程序中fkine（正运动学求解命令的求得的三维矩阵相比较，如表）所示。

表示操作臂在y运动中由初始位置运动到Q点时，末端关节沿xz仿真结果分析通过仿真，可以观察到操作臂各关节在运动过程中的情况（如图所示）均为正常，运动平稳，连杆之间没有错位冲突情况，验证了所有连杆参数设计的合6中国民航大学学报009年月理性和正解算法的正确性，且说明操作臂能够实现预定的目标。

V/rads-·.5.50.5000.0.40.60.84.6.8T/s图关节速度曲线Fig.Speedcurveofjoint40----空间轨迹仿真在关节空间进行轨迹规划，必须要将操作臂的轨通常来说，对于迹规划仿真与运动学的逆问题相结合。六自由度的机械手臂，通常可以使用RoboticsToolbox中的“ikine”命令在已知位置矢量的情况下直接求得逆运动学的解，关节变量。首先，通过给出期望操作臂末端执行器到达的空间点的坐标；然后，由运动学逆问题的求解给出关节变量；，根据关节变量求解期望的关节轨迹。

操作）臂轨迹规划主要有两种，现以点到点运动（PTP的轨迹规划为例，仿真说明如下：运行时间为s，）采样时间为s。仿真的过程：）选取Q（，为运动起始点，，）Q（-.9，,75，.为目标点，）通过编写程序很容易求得Q点的左右手逆解为qleft=.5.969-.3和qright=.5.55.3，将两个关节变量分别代入式）可以看出用左右两种方式最终达到的空（中，间坐标点的位置是完全重合的。仿真得到了图~图所示的曲线图，各个关节对应的曲线图表明了在运动过程中，位移速度加速度的变化都是平稳的，这样限度地降低了操作臂内部零件的磨损以及砂轮在打磨时对操作臂的震动和冲击，同时也证明了操作臂末端执行器到达空间中若干点的可行性。θ/radTsa/rads-·0040.6004.6.T/s图关节加速度曲线Fig.Accelerationcurveofjoint结语本文对打磨机操作臂进行了运动学分析和建模，讨论了其运动学问题。在MATLAB中利用RoboticsToolbox的强大功能快速准确地对打磨机操作臂运动进行了分析，仿真结果能够直观地反馈到屏幕上，而且通过运动学的实例仿真和空间轨迹仿真，得到了关节空间的运动参数曲线和数据，验证了该打磨机操作臂连杆参数设计的合理性和运动算法的正确性以及操作臂完成预定轨迹打磨任务的可行性。

本文运用D-H坐标系统理论为基础建模，讨论操作臂的运动学问题，然后根据设计的各连杆参数，在MATLAB环境下，运用RoboticsToolbox，编写相应的程序语句快速完成运动学仿真，从而直观地观察到机械手臂的运动情况，验证了所设计的打磨机操作臂的各项参数的正确性，从而为该打磨机操作臂的其他参数的设计和计算提供了充分的保证。运动学分析本文介绍的打磨机操作臂是一种四自由度的平作者简介：解本铭（956—），男，辽宁彰武人，工学硕士，教授，研究方向为民航设备机电液一体化中国民航大学学报年月面关节型机械手臂。显然，正问题是简单的，解是的，但逆问题的解是复杂的，而且具有多解性，这给问题求解带来困难，往往需要一些技巧与经验。操作臂运动学正问题所谓运动学正问题，是对给定操作臂的连杆几何参数和关节的位移，求解末端连杆坐标系相对于基坐标系的位姿。操作臂运动学逆问题的求解方法是：将运动方程式的两端依次左乘各A矩阵的逆矩阵，并使两端相等的矩阵的对应元素相等，可求得个关节变量。

先用i-T表示连杆的坐标系与连杆i-坐标系的关系i-T=AiAi+…A求解关节变量的方程式如下A-T=TA-A-T=TA-A-A-T=T第卷第期解本铭，王永浩：打磨机操作臂运动学仿真研究5MATLAB运动仿真运用MATLAB软件对操作臂进行运动仿真可以再现系统运动规律和运动过程，包括实际系统模型和计算机三个基本部分。表示操作臂在运动中由初始位置运动到Q点时，末端关节沿xyz图操作臂正运动过程Fig.Forwardmotionprocessofmanipulator方向（笛卡尔空间）的位移分别变化了-m，0.75m和0.00m。