雙機器人系統運動學建模與仿真*

武永強，于 濤，紀 俐

(1.遼寧工業大學機械工程與自動化學院，錦州 121001；2.沈陽航空航天大學機電工程學院，沈陽 110000)

0 引言

目前，雙機器人協調作業被越來越多的企業應用。雙機器人協調作業的研究和開發已成為機器人研究領域中重要且具有活力的一個分支[1]。

單個機器人運動學建模已經十分成熟，運動學模型均根據D-H參數法來建立。曹啟賀等[2]用齊次坐標變換推出理論上的坐標變換方程，結合D-H參數法，創建KUKA-KR16機器人的結構模型；趙文強、郝建豹等[3-4]用D-H參數法建立機械臂運動學模型，分析其正、逆運動學問題；上述均用MATLAB驗證建立的模型是否正確，建立的模型沒有與真實的機器人進行比對。本文將用改進D-H參數法建立ABB-IRB120型機器人的運動學模型并且與實際機器人進行比對，驗證運動學建模的正確性。

雙機器人系統也不乏有學者研究，于廣東等[5]將雙機器人協調分為兩類，分析了其運動學關系；史帥剛、楊國等[6-7]從主從機器人不同的末端位姿約束關系出發，分析了主從機器人運動學關系。本文將在單個機器人運動學建模的基礎上，提出基于標定模型的基坐標系標定方法進行雙機器人基坐標系標定，進而推出雙機器人運動學模型。

1 單機器人建模與驗證

1.1 機器人坐標系

根據文獻[8-9]，建立ABB-IRB120型機器人D-H坐標系如圖1所示。進一步得到ABB-IRB120型機器人的改進D-H參數[10]如表1所示。

圖1 ABB-IRB120型機器人D-H坐標系

表1 ABB-IRB120型機器人的改進D-H參數

表1中，θi表示第i關節的關節轉角；di表示第i連桿的關節距離；……