3、机器人运动学与动力学分析：从理论到实践

机器人运动学与动力学分析：从理论到实践

1. 六自由度六足型机械臂运动分析

在特定轨迹下，平台会沿着Z轴移动，同时绕Z轴旋转。根据相关公式，平台速度具有如下恒定值：
$tP = [0, 0, 3]^T$ mm/s；$xP = [0, 0, 2]^T$ deg/s

通过开发的算法进行了逆运动学和速度分析，并在MATLAB中实现。相关结果如图3所示，其中蓝色线代表$q$，红色线是根据所提算法得到的$\dot{q}$，绿色点是对$q$进行数值微分得到的$\dot{q}$。在该案例研究中，$i = 1, 3, 5$的曲柄运动相互一致，$i = 2, 4, 6$的情况也是如此。通过数值微分计算的从动速度与所提分析算法得到的结果完全吻合，验证了所提方法的正确性。

以下是相关分析的流程：

graph LR
    A[确定平台轨迹] --> B[计算平台速度]
    B --> C[进行逆运动学和速度分析]
    C --> D[在MATLAB中实现算法]
    D --> E[对比从动速度结果]
    E --> F[验证方法正确性]

2. 动态解耦R - R空间串联机械臂的扭矩最小化

2.1 引言

机械臂动力学具有高度耦合和非线性的特点，动态解耦旨在获得解耦和线性的动力学方程，以简化机械臂的最优控制，但它不能解决降低执行器负载的问题。机械臂执行器的负载取决于连杆的质量分布和高效的运动生成。

有三种通过机械变换实现动态解耦的方法：
- 质量重新分布