经过一周的研究，对六自由度机械臂运动进行了研究，利用高中几何知识进行了运动控制策略的设计，无偿贡献出源码，可以为入门的小伙伴提供一定的借鉴。

1、机械臂物理参数的介绍

买了一个六轴机械臂，作为研究对象，如果是其它机械臂，可以根据机械臂参数对代码进行修改。机械臂参数如下图所示：

1.1 部件与尺寸

机械臂如下部件组成，描述如下表：

 

1.2坐标系与工作空间

机械臂坐标系为数学直角正交坐标系，每个电机绕着旋转轴顺时针、逆时针旋转（正负已经标明），方向如图1所示，机械臂通过6个电机的旋转运动，实现了一系列复杂的动作。

注意，由于机械结构和设计的原因，有的电机不能进行-180°至180°的全向转动，会有一个转动的范围（见上表），这部分没有在python中实现。

2、机械臂运动控制原理

机械臂运动控制要解决的核心问题是，知道物体的位置（中心点坐标）和主方向（物体的朝向），程序自动计算出机械臂的各关节角度位置，将夹具准确送到抓取物体的部位，并对准抓取位置。

2.1机械臂运动的几何简化

总体思路是将机械臂的三维复杂运动简化为两个平面的运动，即“俯视平面”，和“垂直平面（本文叫R平面）”的组合运动。如下两个图：

2.2机械臂抓手即后面末关节的处理

普通的机械臂的控制以上就可以，由于我手头这个大象机械臂比较特殊，有很多90度弯头，而且抓手安装后，他的落点与上面简化模型就出现了偏差，因此，还需要根据这个特点，根据实际的物体坐标和主方向，计算出上节的理想抓手坐标点（x,y），然后就能求出全部关节的角度了。

3、python源码

以下是源代码，可以直接运行，本站源码链接：对六自由度机械臂的运动控制及python实现（源码）

或关注文末公众号，免费获取

按键盘"O"键，进入自动鼠标点击右侧图机械臂工作半径范围的地方，自动计算各关节的旋转坐标。

再按键盘"O"键，退出鼠标点击计算模式，改用监盘手动操作模式，按“[”或 “]”，是J1关节旋转，按“w"是扩大作业半径，按"s"是缩小作业半径。

运行效果如下：

以上是几何实现。

六自由度机械臂的运动控制及python实现

www.dzkfw.com.cn/hangye/UploadFiles_3492/202402/2024021416105679.zip