【摘 要】
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论文以6转动副（简称为6R）串联机械手末端装载摄像机为研究对象,首先基于6R摄影机器人的机械结构以及其技术参数,使用D-H改进法建立了6R摄影机器人运动学模型以及其运动学方程。给出了运动学正解的解析解和运动学逆解的算法及算法的优化。通过MATLAB GUI设计了运动学问题的人机交互界面,验证了运动学正解和运动学逆解的正确性。其次,研究了6R摄影机器人的运动轨迹规划。在笛卡尔空间重点研究了直线、圆弧
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论文以6转动副（简称为6R）串联机械手末端装载摄像机为研究对象,首先基于6R摄影机器人的机械结构以及其技术参数,使用D-H改进法建立了6R摄影机器人运动学模型以及其运动学方程。给出了运动学正解的解析解和运动学逆解的算法及算法的优化。通过MATLAB GUI设计了运动学问题的人机交互界面,验证了运动学正解和运动学逆解的正确性。其次,研究了6R摄影机器人的运动轨迹规划。在笛卡尔空间重点研究了直线、圆弧以及NURBS曲线轨迹规划。同时,已将摄像机拍摄过程中的姿态要求以数学形式表达求出了摄像机需要满足的位姿矩阵,并通过MATLAB Simulink与Solid Works联合仿真分析了运动规划以及运动学逆解的可行性。研究了摄像机的合成与分解运动而在分解运动给出了一组最优的解。再次,为了扩展6R摄影机器人的作业范围,设计了6R摄影机器人扩展轴的机械结构,同时也针对扩展轴设计了一套运动控制系统并对各个部分进行详细地说明。最后通过扩展轴的定位精度、重复定位精度和运动平稳性的测试实验说明了所设计的扩展轴能够满足实际作业要求。此外,进行了基于6R摄影机器人的直线、圆弧和螺旋曲线的仿真和实际拍摄实验,实验结果与与理论上的吻合性证明了运动规划的正确性,6R摄影机器人各个关节变化曲线的光滑性也进一步证明了运动学逆解及其算法的正确性。同时也进行了基于扩展轴和6R摄影机器人联合运动的螺旋曲线拍摄实验,通过实验结果证明了摄像机的合成与分解运动的可行性和正确性。
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