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matlab机器人工具箱（Robotics Toolbox）安装及使用

news 2025/7/17 7:31:42

安装一：

matlab在2016a以后的版本Robotics Toolbox工具使用的是v10版本

在下面这个网站直接下载安装包直接安装即可，如下图所示

Robotics Toolbox - Peter Corkehttps://petercorke.com/toolboxes/robotics-toolbox/

安装二：

版本在matlab16a及以下的安装方法如下

Sign in to MATLAB Drive – MATLAB & Simulink – MathWorksAccess MATLAB Drive. Work with your files from anywhere, share with others.https://drive.matlab.com/sharing/0442fc1b-5b9e-45c8-abf9-54cbbd00082a

下载到本地如下

将RVC1里面的rvctools移动到matlab安装路径的toolbox文件夹下如下图

打开matlab，选择rvctools路径，复制matlab里面，双击startup_rvc.m文件，点击运行，安装插件

安装完成命令行窗口显示如下

添加rtctools工具路径到matlab

在命令行窗口输入ver检测安装是否成功

以四轴机械臂为例测试代码如下

% 清除工作区并关闭所有图形
clear all;
close all;
clc;% 创建机械臂模型（使用标准DH参数）
% 参数格式：[a alpha d theta]
% 这里以一个典型的四轴机械臂为例，参数需要根据实际机械臂修改
L1 = Link('d', 0.3, 'a', 0, 'alpha', pi/2, 'standard');
L2 = Link('d', 0, 'a', 0.5, 'alpha', 0, 'standard');
L3 = Link('d', 0, 'a', 0.4, 'alpha', 0, 'standard');
L4 = Link('d', 0.1, 'a', 0, 'alpha', pi/2, 'standard');% 创建机器人对象
robot = SerialLink([L1 L2 L3 L4], 'name', '4轴机械臂');% 显示机器人参数
robot.display();% 绘制机器人在零位状态的图形
figure(1);
robot.plot([0 0 0 0], 'workspace', [-1 1 -1 1 0 1.5]);% 正运动学示例 - 给定关节角度求末端位姿
q = [pi/6 pi/4 -pi/3 pi/6]; % 关节角度（弧度）
T = robot.fkine(q); % 正运动学求解
disp('末端执行器位姿：');
disp(T);% 逆运动学示例 - 给定末端位姿求关节角度
% 注意：四轴机械臂通常有解析解，但这里使用数值解作为示例
T_target = transl(0.5, 0.2, 0.6) * trotx(pi/2); % 目标位姿
q_ik = robot.ikine(T_target, 'mask', [1 1 1 0 0 1]); % 逆运动学求解
disp('逆运动学解（关节角度）：');
disp(q_ik);% 绘制逆运动学解
figure(2);
robot.plot(q_ik, 'workspace', [-1 1 -1 1 0 1.5]);% 工作空间分析 - 蒙特卡洛法
N = 5000; % 采样点数
q1_lim = [-pi pi]; % 关节1限制
q2_lim = [-pi/2 pi/2]; % 关节2限制
q3_lim = [-pi/3 2*pi/3]; % 关节3限制
q4_lim = [-pi pi]; % 关节4限制% 生成随机关节角度
q_rand = zeros(N,4);
q_rand(:,1) = q1_lim(1) + (q1_lim(2)-q1_lim(1))*rand(N,1);
q_rand(:,2) = q2_lim(1) + (q2_lim(2)-q2_lim(1))*rand(N,1);
q_rand(:,3) = q3_lim(1) + (q3_lim(2)-q3_lim(1))*rand(N,1);
q_rand(:,4) = q4_lim(1) + (q4_lim(2)-q4_lim(1))*rand(N,1);% 计算末端位置
points = zeros(N,3);
for i = 1:NT = robot.fkine(q_rand(i,:));points(i,:) = T(1:3,4)';  % 提取变换矩阵的平移部分%points(i,:) = T.t(1:3)';
end% 绘制工作空间点云
figure(3);
plot3(points(:,1), points(:,2), points(:,3), 'b.', 'MarkerSize', 1);
xlabel('X (m)'); ylabel('Y (m)'); zlabel('Z (m)');
title('机械臂工作空间点云图');
grid on;
axis equal;% 绘制工作空间边界
figure(4);
k = boundary(points, 0.5); % 计算边界
trisurf(k, points(:,1), points(:,2), points(:,3), 'FaceColor', 'cyan', 'FaceAlpha', 0.3);
xlabel('X (m)'); ylabel('Y (m)'); zlabel('Z (m)');
title('机械臂工作空间边界');
grid on;
axis equal;% 轨迹规划示例 - 从q1到q2的直线轨迹
q1 = [0 0 0 0]; % 起始点
q2 = [pi/2 pi/4 -pi/6 pi/3]; % 终止点
t = 0:0.05:2; % 时间向量% 关节空间轨迹规划
q_traj = jtraj(q1, q2, t);% 绘制轨迹动画
figure(5);
robot.plot(q_traj, 'trail', 'r-', 'workspace', [-1 1 -1 1 0 1.5]);