基于D-H法的串聯機械手臂工作空間分析

李瑞霞，李粉霞，楊潔明，周晉陽

(1.長治醫學院生物醫學工程系，山西長治 046000;

2.山西機電職業技術學院數控工程系，山西長治 046011;3.太原理工大學機械電子研究所，山西太原 030024)

基于D-H法的串聯機械手臂工作空間分析

李瑞霞1，李粉霞2，楊潔明3，周晉陽1

(1.長治醫學院生物醫學工程系，山西長治 046000;

2.山西機電職業技術學院數控工程系，山西長治 046011;3.太原理工大學機械電子研究所，山西太原 030024)

以六自由度串聯機械手臂為研究對象，對機械手臂的基本結構進行簡化，基于D-H法，建立機器人手臂的連體坐標系，進而得到該機構的運動學正解模型;采用蒙特卡洛法對其工作空間進行了初步研究，并借助數學軟件Matlab繪制了其工作空間，得到該機構手臂末端的工作空間云點圖以及截面形狀。研究結果表明:該機構具有較大的工作空間，可以用于水果采摘和農林作業。

D-H法;蒙特卡洛;工作空間

0 前言

當今，串聯機器人已經被廣泛應用于工、農業中。在工業應用中，能夠通過編程來控制實現工件的焊接，物料的傳輸，進而解決了勞動力不足的難題，也降低工人的勞動成本，提升了生產效率。在農業中，可以實現蔬菜、水果的采摘，減少因人力不足影響采摘，提高了農業的采摘質量，也保證果蔬的產量［1－3］。串聯機械手臂是機器人主要的執行構件，其工作空間的大小對機器人的靈活程度起著至關重要的作用。

串聯機械手臂的工作空間是機器人手臂末端參考點所能到達的所有點的集合，是研究機器人工作過程中必須考慮的一個重要因素，是評價機器人工作能力的重要指標。……