MATLAB平台实现PUMA560机械臂正逆运动学与轨迹规划控制

资 源 简 介

本项目基于MATLAB的PUMA560工具箱开发，提供机械臂正逆运动学解算、多种轨迹规划算法及交互控制功能。支持直线、圆弧和样条插值轨迹生成，适用于机器人运动分析与仿真。

详 情 说 明

基于PUMA560工具箱的机械臂正逆解与轨迹规划交互控制平台

项目介绍

本项目是一个面向PUMA560型工业机器人的MATLAB交互式控制与仿真平台。通过集成机器人运动学计算、轨迹规划算法和3D可视化功能，为用户提供直观的机械臂运动学分析工具。平台支持正逆运动学实时解算、多种轨迹规划算法和动态运动仿真，适用于机器人教学、算法验证和运动控制研究。

功能特性

• 正运动学计算：基于标准DH参数实现从关节空间到笛卡尔空间的精确映射，实时计算机械臂末端位姿
• 逆运动学求解：采用牛顿-拉夫逊数值迭代法，实现末端位姿到关节角度的可靠求解，支持多解情况显示
• 轨迹规划模块：提供直线、圆弧和五次多项式样条插值等多种轨迹规划算法，支持速度加速度约束
• 交互式控制界面：集成直观的GUI界面，支持关节角度滑块调节和位姿参数直接输入
• 3D动态仿真：实时显示机械臂运动状态和轨迹路径，提供直观的可视化反馈

使用方法

1. 正运动学模式：通过界面上的关节角度滑块或输入框设置6个关节角度值，系统自动计算并显示末端执行器的位姿矩阵和位置坐标
2. 逆运动学模式：输入目标末端位姿（位姿矩阵或位置矢量+欧拉角），系统计算并显示对应的关节角度解集
3. 轨迹规划模式：设置起始点和目标点位姿，选择轨迹类型和参数，生成关节空间或笛卡尔空间的轨迹点序列
4. 运动仿真：在3D可视化窗口中实时观察机械臂沿规划轨迹的运动过程

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Robotics System Toolbox（推荐）
• 支持OpenGL的图形显示卡

文件说明

主程序文件整合了图形用户界面的构建与核心功能调度，实现了机械臂模型的参数初始化、交互控件的逻辑绑定、运动学计算引擎的调用以及三维可视化环境的渲染。它作为整个系统的控制中枢，协调处理用户输入、算法执行和结果展示的全流程，确保各模块间的数据流转与界面响应的实时性。