基于CAD数据的六自由度PUMA机器人三维运动学MATLAB仿真系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现六自由度PUMA机器人的运动学建模与三维可视化仿真。通过CAD2MAT接口导入物理模型数据，支持关节角度输入实时生成机器人运动姿态，提供完整的正向运动学计算功能。

详 情 说 明

基于CAD数据的六自由度PUMA机器人三维运动学仿真系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的六自由度PUMA机器人三维运动学仿真系统。系统通过CAD数据导入、运动学建模和三维可视化技术，能够对PUMA机器人进行精确的运动学仿真分析。该系统支持从CAD模型到运动学仿真的完整工作流程，为机器人设计、轨迹规划和工作空间分析提供有力的仿真工具。

功能特性

• CAD数据集成: 支持STL、STEP等CAD格式数据导入，通过CAD2MAT转换接口实现物理模型的MATLAB兼容
• 运动学建模: 基于标准D-H参数法建立六自由度PUMA机器人运动学模型
• 实时可视化: 三维实时动画显示机器人运动姿态，支持多角度观察
• 正向运动学计算: 实现关节空间到笛卡尔空间的完整映射，输出末端执行器位姿
• 轨迹规划与分析: 支持预设轨迹规划，提供轨迹误差分析和可达性验证
• 工作空间分析: 生成机器人工作空间点云分布，进行可达性分析评估

使用方法

1. 准备机器人CAD模型文件（STL/STEP格式）
2. 配置机器人D-H参数表（连杆长度、扭角、偏置等参数）
3. 输入关节角度参数（6×N矩阵，单位：弧度）或使用预设轨迹
4. 运行主程序启动仿真系统
5. 查看三维动画效果和运动分析结果
6. 获取末端执行器位姿数据和工作空间分析报告

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 计算机三维图形显示卡支持
• 内存：至少8GB RAM
• 存储空间：1GB可用空间
• 必要工具箱：Robotics System Toolbox, 3D图形处理相关工具包

文件说明

主程序文件集成了系统的核心功能模块，包括机器人模型数据加载与预处理、运动学参数配置与验证、三维场景初始化与渲染设置、正向运动学计算引擎、实时动画循环控制、末端执行器轨迹跟踪与可视化、工作空间分析算法执行以及仿真结果数据输出与展示。该文件通过协调各功能模块的工作流程，实现了从参数输入到可视化输出的完整仿真过程。