摆动关节.dwg
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总体设计图.dwg
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根据图.及平面几何知识可得.图.圆弧段焊接点位置关系示意图将式.带入变换方程.得.将以上两式对求导并整理可得.又由速度合成知识可得，带入上式可解得。
将这结果带入式.可转化为.其中的运动规律如图.所示图.圆弧段的运动规律斜线段该小阶段旋转关节又顺时针旋转，并保证焊接速度相对于焊缝为恒定。
根据图.可得.图.斜线段焊接点位置关系示意图将式.带入变换方程.得.将以上两式对求导并整理可得.其中旋转关节的运动规律.，.如图.所示图.斜线段旋转关节的运动规律示意图段波内斜边段该阶段并满足焊接速度相对焊缝恒定，焊枪与焊缝保持垂直关系。
因此根据速度合成知识如图.所示可得.图.段波内斜边段的速度合成图段过渡段这阶段里的处理思想方法与过渡段是样的。
这里分三个小运动阶段，其中，斜线段旋转关节逆时针旋转角度，圆弧段旋转关节不旋转，直线段旋转关节又逆时针旋转角度。
斜线段该小阶段旋转关节逆时针旋转，并保证焊接速度相对于焊缝为恒定。
根据图.可得.图.斜线段焊接点位置关系示意图将式.带入变换方程.得.将以上两式对求导并整理可得.其中旋转关节的运动规律.，.如图.所示图.斜线段旋转关节的运动规律示意图圆弧段该小阶段旋转关节不旋转，。
根据图.及平面几何知识可得.图.圆弧段焊接点位置关系示意图将式.带入变换方程.得.将以上两式对求导并整理可得.又由速度合成知识可得，带入上式可解得。
将这结果带入式.可转化为.其中的运动规律如图.所示图.圆弧段的运动规律直线段该小阶段旋转关节又逆时针旋转，并保证焊接速度相对于焊缝为恒定。
根据图.可得.图.直线段焊接点位置关系示意图将式.带入变换方程.得.将以上两式对求导并整理可得三自由度焊接机器人设计摘要手爪的位移分析速度分析及加速度分析。
根据机器人各个关节变量的值，便可计算出机器人末端的位姿方程，称为机器人的运动学分析正向运动学反之，为了使机器人所握工具相对参考系的位置满足给定的要求，计算相应的关节变量，这过程称为运动学逆解。
从工程应用的角度来看，运动学逆解往往更加重要，它是机器人运动规划和轨迹控制的基础。
在该课题里，很显然这里是已知末端执行器端点焊枪的位移，速度及焊枪与焊缝间的夹角关系，来求三个关节的协调运动，即三个关节的运动规律，故为运动学逆解。
.运动学分析数学基础齐次变换变换齐次坐标将直角坐标系中坐标轴上的单元格的量值作为第四个元素，用有四个数所组成的列向量来表示前述三维空间的直角坐标的点，它们的关系为则，称为三维空间点的齐次坐标。
这里所建立的直角坐标系的坐标轴上的单元格的量值，故，为三维空间点。
齐次变换对于任意齐次变换，可以将其分解为.式.表示活动坐标系在参考系中的方向余旋阵，即坐标变换中的旋转量而式.表示活动坐标系原点在参考系中的位置，即坐标变换中的平移量。
特殊情况有平移变换和旋转变换平移变换.旋转变换变换方程的建立机构运动原理如图.所示，机器人采用三个运动关节左右平移的焊接机器人本体，前后平移的十字滑块和做旋转运动的末端效应器。
通过三个关节之间的协调运动，来保证末端效应器的姿态发生变化时，焊接速度保持不变，焊枪与焊缝间的夹角保持垂直关系，来做到直线段与波内斜边段焊缝成形的致。
图.三自由度焊接机器人运动简图俯视图运动学模型运动学模型简化由于该机器人是为了实现这样种运动焊枪末端运动轨迹定，焊接速度恒定，故可以在运动学逆解时，对实际的关节结构进行简化，这里将对其采取等效处理将关节左右平移的焊接机器人本体与关节前后移动的十字滑块之间沿轴的距离和关节与关节做旋转运动的末端效应器的旋转中心点的距离视为零，这对分析结果是等效的。
对旋转关节焊枪投影在平面上进行等效。
设定机器人各关节坐标系据简化后的模型可获得各个坐标系及其之间的关系，各个坐标系的，方向如图.所示，方向都垂直该俯视图，且由前面的简化等效思想可知各个关节的运动都处在平面上。
求其次变换通过齐次变换矩阵可以转求中的点在中的坐标值。
根据公式及图.可得其中分别表示初始时刻，三个坐系原点的距离长度，即参考坐标系与设置的动坐标位置矢量。
为坐标系原点在定时间.内沿方向的位移，且，为关节的移动速度。
为坐标系点在定时间.内沿向的位移，且，为关节相对关节的移动速度。
求由变换方程公式可知，带入可得.其几何意义为空间点相对于坐标系及的坐标值之间的变换矩阵。
即.求
（毕业设计图纸全套）三自由度焊接机器人设计（含说明书）
