題 目 六自由度機械手復(fù)雜運動控制
1、本論文的目的、意義本設(shè)計主要以實驗室設(shè)備（六自由度串聯(lián)機械手）為基礎(chǔ)，運用六自由度串聯(lián)機械手完成現(xiàn)實工程及實際需要為出發(fā)點。通過對機械手的系統(tǒng)分析建立機器人坐標(biāo)系的方法，并對其進(jìn)行正運動分析和逆運動學(xué)分析結(jié)合矩陣的變換等研究該機器人系統(tǒng)在平面軌跡方面的設(shè)計。并利用MATLAB對該設(shè)計的準(zhǔn)確行進(jìn)行驗證。本次設(shè)計讓我們能有效的利用學(xué)校的設(shè)備對實際需要進(jìn)行分析設(shè)計，從而使我們能將理論與實際有效結(jié)合。并從中掌握了工程設(shè)計的主要方法和了解了現(xiàn)存技術(shù)中需要我們進(jìn)行探索的必要。
2、學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù)由于本課題取材于實際生產(chǎn)運用中，不僅從理論方面對設(shè)計有分析等要求，更要結(jié)合理論做出實際需要的運動控制。下面主要以學(xué)生的設(shè)計為主提出其需要完成的任務(wù)：（1）完成一萬字符的外文翻譯；
（2）完成復(fù)雜運動控制設(shè)計的總體方案；
（3）通過老師指導(dǎo)可以對機械手進(jìn)行熟悉的操作和運用；
（4）利用現(xiàn)有資料對機械手進(jìn)行運動學(xué)理論分析，并結(jié)合矩陣
工具對其建立的運動學(xué)方程進(jìn)行求解；
（5）利用機械手完成平面文字軌跡的運動控制；
（6）對復(fù)雜運動控制的總結(jié)，分析其優(yōu)缺點，并提出其缺點的
解決方案和需要注意的問題；
（7）完成畢業(yè)設(shè)計論文。
摘 要

本文以示教型六自由度串聯(lián)機械手為試驗設(shè)備，進(jìn)行機械手的復(fù)雜運動控制，使機械手完成各種復(fù)雜軌跡的運動控制等功能，能夠在現(xiàn)代工業(yè)焊接、噴漆等方面的任務(wù)。
本文從運動學(xué)分析的基礎(chǔ)上著手研究軌跡控制的問題，利用運動學(xué)逆解的方式分析復(fù)雜軌跡運動的可行性和實用性。目前，六自由度機械手的復(fù)雜運動控制已經(jīng)有了比較好的逆解算法，也有一些針對欠自由度機械手的逆解算法。逆解算法求出的解不是唯一的，它能使機械手達(dá)到更多位姿，完成大部分的原計劃任務(wù)，但其中的一些解并不是最優(yōu)化的，因此必須討論其反解的存在性和唯一性。
本文通過建立機械手的笛卡爾坐標(biāo)系，推導(dǎo)出機械手的正、逆運動學(xué)矩陣方程，并研究了正、逆運動學(xué)方程的解；在此基礎(chǔ)上建立機械手的工作空間，并討論其工作空間的靈活性和存在可能性。
因此本文的另一種方式對六自由度串聯(lián)機械手的復(fù)雜運動控制問題進(jìn)行研究，提出以機械手示教手柄引導(dǎo)末端執(zhí)行器對復(fù)雜運動軌跡進(jìn)行預(yù)設(shè)計。然后通過記錄程序進(jìn)行復(fù)雜軌跡的再實現(xiàn)，再對記錄程序進(jìn)行預(yù)修改，最終通過現(xiàn)有的程序進(jìn)行設(shè)計編程完成復(fù)雜軌跡設(shè)計任務(wù)。并利用MATLAB對軌跡進(jìn)行仿真，對比其實際與計算的正確性。
最后本設(shè)計通過六自由度串聯(lián)機械手實現(xiàn)平面文字軌跡，得出其設(shè)計的方式。即首先利用示教手柄實現(xiàn)軌跡預(yù)設(shè)，記錄預(yù)設(shè)軌跡程序，然后再對比程序初始化坐標(biāo)進(jìn)行手動編程。
關(guān)鍵詞：六自由度機械手，笛卡爾坐標(biāo)系，運動學(xué)方程，仿真，示教手柄ABSTRACT