摘要：本文主要是把六自由度的关节机器人作为研究对象，然后在此基础上以型号为KR6-2型号的KUKA机器人为例。首先通过D-H参数法对该型号的机器人进行运动学建模，即建立出该机器人的各杆件坐标系，然后通过齐次变换矩阵建立出机器人运动学方程。然后借助MATLAB强大的计算能力，用RoboticsToolbox，建立机器人模型，完成机器人的运动学正解，逆解以及轨迹的模拟仿真。通过实验，我们可以从中得知，该实验可以快准稳的控制机器人按照既定的轨迹进行运动。

关键词：关节机器人；运动学方程；正解；逆解；轨迹规划

ABSTRACT：In this paper, six degrees of freedom of the joint robot as the object of study, and then on the basis of the model for the KR6-2 model KUKA robot as an example. Firstly, the kinematics model of the robot is established by D-H parameter method, that is, the coordinate system of each pole of the robot is established, and then the kinematic equation of the robot is established by homogeneous transformation matrix. Then, with the powerful computing power of MATLAB, Robotics Toolbox is used to build the robot model to complete the kinematics positive solution, inverse solution and simulation of the robot. Through experiments, we can learn from this experiment can be fast and stable control of the robot in accordance with the established trajectory of movement.

Key words：articulated robot; kinematics equation; positive solution; inverse solution; trajectory planning

前言 1

第一章 KUKA工业机器人 4

第二章 D-H模型及运动学方程的构建 6

2.1Denvit-Hartenberg模型的构建 6

2.2机器人运动学方程的表示问题 7

2.3机器人运动学方程的求解问题 8

第三章KUKAKR6-2机器人的运动学 11

3.1KUKA机器人KR6-2的运动学正解 12

3.2KUKA机器人KR6-2的运动学逆解 13

第四章 KUKA6自由度机器人的运动学仿真 14

4.1MATLAB的介绍 14

4.2在MATLAB中的机器人运动学表示问题 15

4.3在MATLAB中的机器人运动学求解问题 17

第五章 轨迹规划 20

5.1 轨迹规划仿真 20

结束语 25

致谢 26

参考文献 27

前 言

随着科学技术的发展进程越来越快速以及高效，机器人技术的发展也开始被带动起来，尤其是工业机器人发展的势头尤为猛烈，同时，机器人的发展也已经成为了一门可以有重大影响的科学技术，尤其是在社会的经济发展层面上，机器人的发展主要归功于在各国在第二次世界大战后在经济方面加强了对机器人的发展加强了投入，从而就加强了各个国家的科技和经济的发展。举个列子，以日本为例，第二次世界大战之后，日本开始全面进入汽车工业的发展，所以这个时候由于日本的人力物力的极度缺乏，所以日本非常迫切的需要机器人来代替人力进行汽车零部件的大批量的制造，这样不仅可以提高汽车零部件的生产效率还有有效降低人们的劳动强度，所以从这里我们不难看出，机器人的发展是这个社会发展的必要条件。从另一个层面上来说机器人的发展也是人类历史上社会生产力的趋势和体现，而且机器人的发展也是人类发展到新高度的必要条件，所以人类的发展在伴随着人们慢慢的发现了这种社会发展的实际意义，所以人们不断的在探索大自然和科学发展的过程中，发现到寻求新型劳动力的重要性。那么这种新型劳动力就是可以代替人们去做一些繁重的，危险的甚至是人类不可能做到的体力劳动，从而可以实现人们对这个世界的探索认知以及对其进行改造创新，这就是人们目前对科技发展的展望与期待。此外，不管人们有多么美好多么引人入胜的愿望，这都要归功于电子技术，计算机方面的技术以及各种现代化技术的发展为人们的这些美好的愿望都提供了相应基础和保证。