本资源包含一个使用MATLAB和SimMechanics开发的三自由度串联机器人的正向和逆向运动学模型。通过该模型，用户能够实现机器人沿直线路径的精确移动控制，并提供了一个名为MyRobot_moveline的新函数示例。
我之前发布了一个关于二自由度串联机器人的正解与反解的帖子，可能大家觉得内容比较简单。因此有人问我是否在研究并联机器人。最近我觉得有必要提升自己的水平，在这里分享一个三自由度串联机器人的项目，并计划年后再做一个六自由度的版本。
这次展示的是一个典型的PUMA型三轴连杆机械臂模型，为了简化问题我移除了手腕部分。该系统由三个旋转关节（转动副）组成，每个关节连接一根长度分别为a1、a2和a3的刚性杆件。根据DH参数法或直接几何方法可以推导出末端执行器位置与各关节角度之间的关系式。
为了实现沿直线轨迹移动的目标，我们需要解决逆向运动学问题：给定目标点坐标（x, y, z），求解对应的三个旋转角度θ1、θ2和θ3。这可以通过MATLAB的优化工具箱中的fsolve函数来完成，结合SimMechanics模块进行仿真。
以下是相关代码片段：
```matlab
% MyRobot_Inverse: 求解逆向运动学问题
function [result] = MyRobot_Inverse(x, y, z)
a1= 1; % 第一根杆的长度
a2 = 0.8;% 第二根杆的长度
a3 = 0.5;% 第三根杆的长度
options = optimset(Display, off);% 设置优化选项
result = fsolve(@(theta) NumericalSolution(theta, x, y, z), [0; 0; 0], options); % 调用fsolve求解逆向运动学方程组
end
function F = NumericalSolution(theta, x_target, y_target, z_target)
th1 = theta(1);
th2 = theta(2);
th3 = theta(3);
F=[cosd(th1)*cosd(th2)*cosd(th3)*a3 - cosd(th1)*sind(th2)*sind(th3)*a3 + cosd(th1) * cosd (th2) * a2 - x_target;
sind(th1)*cosd(th2)*cosd(th3)*a3 - sind(th1)*sind(th2)*sind(th3)*a3 + sind (th1) * cosd (th2) * a2 - y_target;
sind(th2) * cosd (th3) * a3 + cosd (th2) * sind (th3) * a3 + sind(th2) * a2 + a1 - z_target];
end
```
以上就是我的三自由度机械臂模型和逆向运动学求解方法的简要介绍。欢迎各位高手提出宝贵意见，共同学习进步！
5星
