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题目：基于MATLAB的机器人运动学与动力学仿真

摘要：

以SCARA机器人为研究对象，利用D—H法对该机器人的运动学进行分析，并推导出运动学方程；运用拉格朗日法建立出机器人动力学方程，最后采用MATLAB进行了运动学与动力学仿真，为后续六自由度工业机器人动态特性及控制研究打下基础。

关键词：MATLAB，机器人，运动学，动力学，仿真

1.研究内容

对scara机器人进行运动学分析,采用MATLAB工具箱Robotic Toolbox对机器人进行建模仿真，写出相应的程序并调整参数进行验证，通过轨迹规划得到关节位移、角速度、角加速度曲线，对机器人进行动力学仿真，得到关节力矩曲线，验证理论分析正确性和机器人机构设计的合理性，为机器人结构设计和仿真提供参考。

2.课程研究目的和意义

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作，尤其是在一些恶劣的工作环境或者需要大量人力的工作场合，机器人的发明就显得尤为重要。机器人运动学包括正向运动学和逆向运动学，正向运动学即给定机器人各关节变量，计算机器人末端的位置姿态；逆向运动学即已知机器人末端的位置姿态，计算机器人对应位置的全部关节变量。逆运动学问题实际上是一个非线性超越方程组的求解问题，其中包括解的存在性、唯一性及求解的方法等一系列复杂问题。机器人动力学的研究是所有类型机器人发展过程中不可逾越的环节，也是形成机器人终极产品性能评价指标与重要的科学依据。