MATLAB双臂协作机械臂运动规划与仿真系统

资 源 简 介

基于MATLAB开发的双臂机械臂模拟系统，集成正/逆运动学求解、关节与笛卡尔空间轨迹规划、碰撞检测等功能，支持参数自定义与运动可视化，适用于机器人算法学习与研究。

详 情 说 明

基于运动学和轨迹规划的双臂协作机械臂模拟与学习系统

项目介绍

本项目实现了一套完整的双臂协作机械臂运动规划算法系统。系统基于DH参数法进行运动学建模，提供正向/逆向运动学解算、关节空间与笛卡尔空间轨迹规划、碰撞检测等核心功能。通过可视化界面实时展示机械臂运动过程，并输出详细的轨迹数据与性能指标，适用于机械臂算法学习、轨迹规划验证和教学演示场景。

功能特性

• 运动学计算：支持DH参数建模，提供高精度正向运动学计算和多种算法的逆向运动学求解
• 轨迹规划：实现关节空间三次样条插值规划与笛卡尔空间直线/圆弧轨迹规划，支持速度加速度约束
• 碰撞检测：基于几何约束的实时碰撞检测算法，确保运动轨迹安全性
• 可视化展示：实时渲染机械臂运动状态，动态显示末端轨迹和规划路径
• 性能优化：集成轨迹平滑度优化算法，提供规划耗时、关节运动平滑性等量化指标

使用方法

1. 参数配置：在配置文件中设定机械臂DH参数、关节限位、运动约束等参数
2. 目标设定：输入目标位姿（齐次变换矩阵或欧拉角）或轨迹路径点序列
3. 规划执行：调用规划器生成无碰撞优化轨迹，支持单臂/双臂协调模式
4. 结果分析：查看生成的关节角度序列、末端轨迹数据及可视化动画

系统要求

• MATLAB R2020b或更高版本
• Robotics System Toolbox（用于高级机器人算法）
• 至少4GB内存（双臂复杂场景建议8GB以上）
• 支持三维图形显示的显卡

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能流程，包括机械臂模型初始化、运动学计算模块调用、轨迹规划算法执行、碰撞检测判断以及结果可视化输出。该文件通过模块化设计实现了从参数输入到运动轨迹生成的完整处理链路，用户可通过修改输入配置快速进行不同场景的算法验证和性能测试。