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摘 要：以RV-4FL型三菱垂直多关节6轴机器人为研究对象，以基于工业机器人的搬运系统为研究背景，采用D-H法建立运动模型，借助仿真软件进行正、逆运动学研究与轨迹规划，并在实际系统中进行验证.通过操作轨迹与运动规划的研究，为该类型机器人及相似运动系统的操作轨迹与运动规划研究提供参考。
关键词：工业机器人;RV-4FL;正、逆运动学;轨迹规划
中图分类号：TH166;TP242 文献标识码： 文章编号：
在“中国制造2025计划”和《机器人产业“十三五”发展规划》的推动下，我国传统制造业向智能化方向转型，机器人产业在搬运、焊接、注塑、喷涂、冲压等领域飞速发展，部分领域已经取得技术突破[1-2] 。但是，也必须承认，在机器人领域，我们和其他国家还存在一定差距，博采众长，夯实基础研究，我们还有很长的路要走。文章以RV-4FL型三菱垂直多关节6轴机器人为研究对象，以基于工业机器人的搬运系统为研究背景，采用D-H法建立运动模型，借助仿真软件进行正、逆运动学进行研究与轨迹规划，并在实际系统中进行验证，为该类型机器人应用技术人员提供理论和实践参考。
1 工业机器人运动学分析
1.1 D-H坐标系建立
采用标准的D-H法确定坐标系，根据RV-4FL工业机器人技术资料确定相关参数：、、、。关节角，为绕着轴从到的角度。扭转角， 为绕着轴从转到的角度。杆长为沿着轴从移动到的距离。连杆距离，为沿着轴从到的距离[2-4]。RV-4FL工业机器人D-H参数如表1所示.
1.2 机器人的正运动学求解
依据转动连杆坐标系的D-H变换法则，求出齐次转换矩阵。将表1中RV-4FL工业机器人D-H参数代入矩阵，可以换算出机器人手臂到达的位置及姿态。
1.3 机器人的逆运动学求解
逆运动学分析通过给定的机器人终端位姿，求取各关节变量，称为机器人逆运动学求解[3]。与正运动求解相比，正运动学方程的解唯一，而逆运动方程有多个解。但是，由于系统结构限制等多方面原因，部分逆解不能实现。另外，由于机器人动作的连续性，也使得两个连续的逆解之间不允许突变，因此在实际工程中，往往可用的逆解很少。
2 运动轨迹规划与仿真
本系统中，首先确定起始位置和终点位置坐标，然后根据系统结构确定相关中间位置，通过逆运动学求解验证轨迹规划是否合理、可行。目前采用较多是五次多项式插值算法。
根据已知参数和位置坐标，采用五次多项式方法，借助MATLAB的Robotics Toolbox工具箱进行仿真。
分析图1可以得出如下结论，机器人各关节角速度和角加速度运行平滑无突变，运行轨迹不存在奇异点。
3 结束语
文章对搬运系统中RV-4FRL搬运机器人的工作空间进行了分析，在此基础上，通过采用五次多项式插值法对机器人运动轨迹进行了规划，采用MATLAB仿真软件进行了仿真，得到了机器人执行运动时，各个关節的角度、速度及加速度曲线。相关数据在试验平台也通过了验证，达到了预期的位姿。证明机器人可以根据预期规划的轨迹运动，对今后相关系统的开发应用提供了理论和实践参考。
参考文献：
[1]张岳甫.我国工业机器人技术现状及产业化发展研究[J].中国高新技术企业，2017（03）：3-4.
[2]方海燕，刘小勇.机器人运动学模型中的参数选取[J].机械设计，2011，28（02）：46-49.
关键词：工业机器人;RV-4FL;正、逆运动学;轨迹规划
中图分类号：TH166;TP242 文献标识码： 文章编号：
在“中国制造2025计划”和《机器人产业“十三五”发展规划》的推动下，我国传统制造业向智能化方向转型，机器人产业在搬运、焊接、注塑、喷涂、冲压等领域飞速发展，部分领域已经取得技术突破[1-2] 。但是，也必须承认，在机器人领域，我们和其他国家还存在一定差距，博采众长，夯实基础研究，我们还有很长的路要走。文章以RV-4FL型三菱垂直多关节6轴机器人为研究对象，以基于工业机器人的搬运系统为研究背景，采用D-H法建立运动模型，借助仿真软件进行正、逆运动学进行研究与轨迹规划，并在实际系统中进行验证，为该类型机器人应用技术人员提供理论和实践参考。
1 工业机器人运动学分析
1.1 D-H坐标系建立
采用标准的D-H法确定坐标系，根据RV-4FL工业机器人技术资料确定相关参数：、、、。关节角，为绕着轴从到的角度。扭转角， 为绕着轴从转到的角度。杆长为沿着轴从移动到的距离。连杆距离，为沿着轴从到的距离[2-4]。RV-4FL工业机器人D-H参数如表1所示.
1.2 机器人的正运动学求解
依据转动连杆坐标系的D-H变换法则，求出齐次转换矩阵。将表1中RV-4FL工业机器人D-H参数代入矩阵，可以换算出机器人手臂到达的位置及姿态。
1.3 机器人的逆运动学求解
逆运动学分析通过给定的机器人终端位姿，求取各关节变量，称为机器人逆运动学求解[3]。与正运动求解相比，正运动学方程的解唯一，而逆运动方程有多个解。但是，由于系统结构限制等多方面原因，部分逆解不能实现。另外，由于机器人动作的连续性，也使得两个连续的逆解之间不允许突变，因此在实际工程中，往往可用的逆解很少。
2 运动轨迹规划与仿真
本系统中，首先确定起始位置和终点位置坐标，然后根据系统结构确定相关中间位置，通过逆运动学求解验证轨迹规划是否合理、可行。目前采用较多是五次多项式插值算法。
根据已知参数和位置坐标，采用五次多项式方法，借助MATLAB的Robotics Toolbox工具箱进行仿真。
分析图1可以得出如下结论，机器人各关节角速度和角加速度运行平滑无突变，运行轨迹不存在奇异点。
3 结束语
文章对搬运系统中RV-4FRL搬运机器人的工作空间进行了分析，在此基础上，通过采用五次多项式插值法对机器人运动轨迹进行了规划，采用MATLAB仿真软件进行了仿真，得到了机器人执行运动时，各个关節的角度、速度及加速度曲线。相关数据在试验平台也通过了验证，达到了预期的位姿。证明机器人可以根据预期规划的轨迹运动，对今后相关系统的开发应用提供了理论和实践参考。
参考文献：
[1]张岳甫.我国工业机器人技术现状及产业化发展研究[J].中国高新技术企业，2017（03）：3-4.
[2]方海燕，刘小勇.机器人运动学模型中的参数选取[J].机械设计，2011，28（02）：46-49.