對六自由度機械臂的運動控制及python實現(xiàn)【源碼】

作者：佚名文章來源：網(wǎng)絡(luò) 點擊數(shù)：更新時間：2024/2/14

經(jīng)過一周的研究，對六自由度機械臂運動進行了研究，利用高中幾何知識進行了運動控制策略的設(shè)計，無償貢獻出源碼，可以為入門的小伙伴提供一定的借鑒。

1、機械臂物理參數(shù)的介紹

買了一個六軸機械臂，作為研究對象，如果是其它機械臂，可以根據(jù)機械臂參數(shù)對代碼進行修改。機械臂參數(shù)如下圖所示：

1.1 部件與尺寸

機械臂如下部件組成，描述如下表：

1.2坐標系與工作空間

機械臂坐標系為數(shù)學(xué)直角正交坐標系，每個電機繞著旋轉(zhuǎn)軸順時針、逆時針旋轉(zhuǎn)（正負已經(jīng)標明），方向如圖1所示，機械臂通過6個電機的旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)了一系列復(fù)雜的動作。

注意，由于機械結(jié)構(gòu)和設(shè)計的原因，有的電機不能進行-180°至180°的全向轉(zhuǎn)動，會有一個轉(zhuǎn)動的范圍（見上表），這部分沒有在python中實現(xiàn)。

2、機械臂運動控制原理

機械臂運動控制要解決的核心問題是，知道物體的位置（中心點坐標）和主方向（物體的朝向），程序自動計算出機械臂的各關(guān)節(jié)角度位置，將夾具準確送到抓取物體的部位，并對準抓取位置。

2.1機械臂運動的幾何簡化

總體思路是將機械臂的三維復(fù)雜運動簡化為兩個平面的運動，即“俯視平面”，和“垂直平面（本文叫R平面）”的組合運動。如下兩個圖：

2.2機械臂抓手即后面末關(guān)節(jié)的處理

普通的機械臂的控制以上就可以，由于我手頭這個大象機械臂比較特殊，有很多90度彎頭，而且抓手安裝后，他的落點與上面簡化模型就出現(xiàn)了偏差，因此，還需要根據(jù)這個特點，根據(jù)實際的物體坐標和主方向，計算出上節(jié)的理想抓手坐標點（x,y），然后就能求出全部關(guān)節(jié)的角度了。