文档包括:

 

说明书1份，共56页，约19000字左右

开题报告一份

 

CAD版本本图纸，共5张

PROE三维图一份

 

基于MATLAB的采棉机器人设计

 

                                    目 录 

第一章 绪论 3

1.1 课题背景 3

1.2 国内外研究现状 5

1.3课题研究意义 9

1.4 研究内容 10

第二章 采棉机器人机械手正运动学研究 11

2.1 机器人运动学概述 11

2.2机器人的位姿描述 12

2.2.1 位姿的描述形式 12

2.2.2 手部的位姿描述方法 13

2.3 机器人的位姿分析 14

2.3.1 连杆坐标系 15

2.3.2 D-H参数 16

2.3.3 连杆矩阵变换和正运动学方程 16

2.4 机械手正运动学分析 18

2.4.1 机械手的关节结构 18

2.4.1 机械手运动学建模 22

2.4.2 机械手运动学正解 25

2.5 数学模型的验证 27

第三章 采棉机器人机械手逆运动学研究 11

3.1 机器人运动学概述 11

3.2机器人的位姿描述 12

3.2.1 位姿的描述形式 12

3.2.2 手部的位姿描述方法 13

3.3 机器人的位姿分析 14

3.3.1 连杆坐标系 15

3.3.2 D-H参数 16

3.3.3 连杆矩阵变换和逆运动学方程 16

3.4 机械手逆运动学分析 18

3.4.1 机械手的关节结构 18

3.4.1 机械手运动学建模 22

3.4.2 机械手运动学逆解 25

第四章 基于MATLAB的正运动学仿真 29

4.1 MATLAB简介 29

4.2 机械手正运动学仿真 31

4.2.1 连杆参数设定 32

4.2.2 建立仿真模型 32

4.3 机械手正运动学仿真 35

4.3.1仿真说明 36

4.3.2 仿真结果分析 36

第五章 结论 39

5.1 论文总结 39

5.2课题展望 39

参考文献 40

致 谢 43

 

 

摘 要

针对我国棉花品种多、纤维短、收获期长等特点，在短时间内无法改变棉花农艺的情况下，研制智能型采棉机器人已迫在眉睫。它的提出在采棉效率和采摘品质之间找到了良好的平衡点，十分适合我国棉花收获的实际情况。

课题重点讨论了智能型采棉机器人机械手的正运动学问题，应用机器人运动学求解的常用方法—D-H法，建立机械手的运动学数学模型，推导出机械手正运动学方程。

在正运动学分析的基础上，利用Matlab中的Robotics Toolbox工具箱对该机械手进行仿真建模,并对正运动学进行了实例仿真。通过仿真,分析了机械手末端执行器的运动情况,得到了机械手末端在不同坐标空间的各种运动参数曲线和数据,验证了连杆参数设计的合理性和运动算法的正确性,为机器人动力学、控制和规划的研究提供了可靠的依据。

本文的研究对象是采棉机器人机械手，为了获得采棉机器人机械手的运动学模型，采用了D-H变换法，得到了机器人连杆及关节的参数表。在此基础上推导出了机器人机械手运动学正解模型和逆解模型。

在MATLAB环境下，绘制出了机器人工作空间。用Robotics Toolbox工具箱对该机械手正运动学和逆运动学进行仿真建模。通过仿真，分析了机械手的运动情况,得到了机械手在不同坐标空间的各种运动参数曲线和数据,验证了验证了连杆参数设计的合理性和运动算法的正确性,为机器人动力学、控制和规划的研究提供了可靠的依据。

 

 

 

关键词：采棉机器人；正运动学；仿真