三自由度机械臂轨迹规划MATLAB代码,前两个关节为转动关节,第三个为移动关节,杆长1杆长2分别为190、210,移动关节范围为0-150,
时间: 2025-02-27 22:47:04 浏览: 87
### 实现三自由度机械臂轨迹规划的MATLAB代码
对于具有两个旋转关节和一个移动关节的三自由度机械臂,可以利用逆运动学来计算各个关节的角度以及位移。下面展示一段用于此类机械臂轨迹规划的MATLAB代码示例。
```matlab
function [q1,q2,d3] = three_dof_arm_trajectory_planning(xd,yd,zd,l1,l2,minD,maxD)
% 输入参数说明:
% xd, yd, zd - 终端执行器的目标位置坐标 (笛卡尔空间中的目标点)
% l1, l2 - 前两根连杆长度分别为l1=190mm 和 l2=210mm
% minD, maxD - 移动关节的工作范围是从minD到maxD毫米之间,在此设定为0至150毫米
r = sqrt(xd^2 + yd^2); % 计算从原点到底边的距离 r
if r>(l1+l2) || z<minD||z>maxD
error('The target position is out of reach.');
end
phi = atan2(yd,xd);
alpha = acos((l1^2+r^2-l2^2)/(2*l1*r));
beta = acos((l1^2+l2^2-r^2)/(2*l1*l2));
q1 = phi-alpha; % 关节角 q1 的解
q2 = pi-beta; % 关节角 q2 的解
d3 = zd-minD; % 设置 d3 范围内的值作为第三轴的位置变量
disp(['Joint angles are:', num2str(q1), ' ',num2str(q2)]);
disp(['Prismatic joint displacement:', num2str(d3)]);
end
```
上述函数接受终端执行器的目标位置`xd`, `yd`, `zd`以及定义好的连杆长度`l1`=190 mm 和 `l2`=210 mm还有移动关节工作区间[minD,maxD]=[0,150] mm作为输入,并返回三个关节角度`q1`,`q2`及滑动距离`d3`[^1]。
为了验证该算法的有效性和准确性,可以通过绘制不同时间步下的末端效应器路径来进行仿真测试。这通常涉及到创建一系列期望到达的空间点集合作为目标姿态序列并调用上面编写的函数依次求得对应时刻各关节的状态变化情况。
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