UR3机械臂关节角度计算——基于几何方法.pdf

简介：
本文探讨了利用几何方法进行UR3机械臂关节角度逆解的算法研究与实现，为机器人操作提供精确的位置控制方案。 UR3机械臂是一种常见的人工智能应用，在自动化生产和实验室环境中被广泛应用。本段落档详细介绍了如何使用几何方法计算UR3机械臂的关节角度以精确控制其到达目标位置。 UR3机械臂由多个连杆组成，每个连杆之间的相对位置通过关节的角度来决定。为了求解这些关节角度，我们首先需要知道各个连杆的具体长度（如L_BE、L_EF等）。这些参数对于建立机械臂的运动模型至关重要。 几何法的核心在于将三维空间中的目标点坐标（x, y, z）转换为一系列旋转角（θ），每个旋转角对应于一个关节。文档中定义了一个名为`Inver2`的函数，用于执行这一过程。首先，该函数会检查Iz值是否大于100mm，以确保其处于合理的工作范围内。 接着，通过反正切函数计算出初始的θ值，并根据目标位置的x、y坐标来确定它。然后调整θ_1的角度范围使其落在正确的象限内，这一步是为了修正由于反正切函数返回主值区间限制（-π/2到π/2）而可能产生的误差。 接下来，利用已知的θ_1和连杆长度计算出H、G、F三个关键点的位置。这些点代表了机械臂从基座到末端执行器路径上的重要位置。通过调整这三个点的位置可以反推出关节角度，从而实现对目标位置的精确控制。 总之，UR3机械臂关节角度的几何求解方法是基于理解其结构并通过应用三角函数和几何关系来计算各个关节的角度。这种方法对于编程控制以及准确指定机械臂在三维空间中的运动轨迹至关重要，在实际操作中通常与软件算法结合使用以实现更高效的运动规划和控制。