电子科技大学
实 验 报 告
学生姓名：
学 号：
一、实验室名称：机电一体化实验室
二、实验项目名称：实验三 SCARA机器人的运动学分析
三、实验原理：
机器人正运动学所研究的内容是：给定机器人各关节的角度，计算机器人末端执行器相对于参考坐标系的位置和姿态问题。
各连杆变换矩阵相乘，可得到机器人末端执行器的位姿方程（正运动学方程）为：
226
pz
-220
nx
1
ny
0
输出值
29.587
40.91
d3
-30
-70.494
九、实验结论：
十、总结及心得体会：
十一、对本实验过程及方法、手段的改进建议：
报告评分：
指导教师签字：
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）
3．装有Windows系列操作系统的PC机
4．KLD-400型SCARA教学机器人控制箱
5．实验平台（带有标尺的）板
七、实验步骤及操作：
1、先把运动控制卡插入ISA插槽，按要求将SCARA机器人的连线都连好；
2、然后运行科利达公司提供的软件，运行菜单栏内的运动学分析，点击正运动学菜单，就会看到操作界面，在要求输入数值的地方输入相应的数值，点击计算按钮，结果就会在文本框中显示，记录下此时的输入与输出值；
2给机器人一组末端的位置和姿态，据运动方程的逆解求机器人对应于这个位置和姿态的全部关节角。然后在机器人实验操作界面上，打开机器人运动分析菜单，输入同样的位置和姿态参数，让机器人求出它达到这个位置和姿态的各关节角，看是否一样。
六、实验器材（设备、元器件）：
1．KLD-400型SCARA教学机器人
2．KLD-400型SCARA教学机器人配套软件控制系统
2.掌握SCARA机器人的运动学方程的建立；
3.会运用方程求解运动学的正解和反解；
五、实验内容：
1给机器人四个关节各一个位移量，利用运动学分析的正解方程求出它机器人末端的位置和姿态，然后在机器人实验操作界面上，打开机器人运动分析菜单，输入同样的四个位移量，让机器人求出它末端的位置和姿态，看是否一样。
3、这个结果与手工算出的结果相比较，是否一致，如果不一致，请分析原因；
4、点击运动学分析菜单下的逆运动学分析的菜单，按要求输入相应的数值，点击计算按钮，结果就会在输出的文本框中显示，记录此时的输入和输出值；
5、这个结果与手工算出的结果相比较，是否一致，由于逆解具有多解性，分析计算时应该舍哪个解是正确的。
ox
-0.966
ax
0
px
255.46
ny
0.96593
oy
-0.259
ay
0
py
185.32
nz
0
oz
0
az
1
pz
-240
2．软件逆运动学分析结果:
输入值
px
219
py
226
pz
-220
nx
1
ny
0
输出值
29.5869
40.9066
d3
-30
-70.4935
手算逆运动分析结果：
输入值
px
219
py
八实验数据及结果分析：
1．软件正运动学分析结果:
输入值
20
40
d3
－50
45
输出值
nx
－0.25819
ox
-0.9659
ax
0
px
255.459
ny
0.965926
oy
-0.2588
ay
0
py
185.317
nz
0
oz
0
az
1
pz
-240
手算正运动学分析
输入值
20
40
d3
－50
45
输出值
nx
－0.25820
1）求关节1： （1-8）
式中： ；
2）求关节2： （1-9）来自式中： ；3).求关节变量d3
令左右矩阵中的第三行第四个元素（3.4）相等，可得：
（1-10）
4).求关节变量θ4
令左右矩阵中的第二行第一个元素（1.1,2.1）相等，即：
由上式可求得：
四、实验目的：
1.理解SCARA机器人运动学的D-H坐标系的建立方法；
= （1-5）
式1-5表示了SCARA手臂变换矩阵 ，它描述了末端连杆坐标系{4}相对基坐标系{0}的位姿，是机械手运动分析和综合的基础。
式中： ，
，
， ， ，
， ，
机器人逆运动学研究的内容是：已知机器人末端的位置和姿态，求机器人对应于这个位置和姿态的全部关节角，以驱动关节上的电机，从而使手部的位姿符合要求。与机器人正运动学分析不同，逆问题的解是复杂的，而且具有多解性。