基于MATLAB的三自由度三臂工业机器人运动学仿真系统

资 源 简 介

该项目实现了三自由度三臂工业机器人的完整运动学仿真。系统支持正向和逆向运动学计算，可模拟关节旋转并实时显示三维模型及末端轨迹。提供可视化界面便于用户交互分析机器人运动特性。

详 情 说 明

基于MATLAB的三自由度三臂工业机器人运动学仿真系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的三自由度三臂机器人运动学仿真系统。系统基于MATLAB平台开发，能够模拟工业机器人三个关节的旋转运动，通过正运动学计算末端执行器的位置和姿态，并支持逆运动学求解。系统提供直观的可视化界面，展示机器人三维模型、运动轨迹和关节角度变化，为机器人运动学分析、路径规划和性能验证提供完整的仿真环境。

功能特性

• 正运动学求解：根据输入的关节角度，计算机器人末端执行器的位姿（位置和姿态）
• 逆运动学求解：根据目标位置坐标，反解所需的关节角度配置
• 三维可视化：实时显示机器人运动状态、末端轨迹和三维工作空间
• 路径规划支持：用户可输入目标位置，系统自动进行运动路径规划
• 参数可调节：支持机器人DH参数、关节运动范围、速度加速度等参数配置
• 碰撞检测功能：具备运动过程中的干涉检测和约束验证能力
• 数据分析输出：提供关节角度变化曲线、工作空间分析等数据可视化

使用方法

1. 启动MATLAB并设置当前文件夹为本项目根目录
2. 运行主程序文件，系统将自动初始化机器人模型和图形界面
3. 在界面中输入或调整以下参数：

- 机器人DH参数（三组[a, α, d, θ]参数矩阵） - 关节角度值（弧度或角度制） - 目标位置坐标[x, y, z] - 运动控制参数（关节速度、加速度限制） - 工作空间约束（各关节角度限制范围）

1. 点击运行按钮开始仿真，观察机器人运动过程和各项输出数据
2. 查看系统生成的可视化结果和分析报告

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• MATLAB Robotics System Toolbox
• 推荐配置：4GB以上内存，支持OpenGL的显卡

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，包括机器人模型的初始化与参数配置、正逆运动学算法的实现、三维可视化场景的构建与更新、用户交互界面的管理、运动轨迹的规划与执行、数据结果的采集与分析以及碰撞检测与约束验证等功能。该文件作为整个仿真系统的入口点，协调各功能模块协同工作，为用户提供完整的机器人运动学仿真体验。