機器人技術復習資料

機器人關節(jié)運動副基本類型2023/2/51第三章機器人運動學機器人的位置與姿態(tài)為描述機器人及其組成系統(tǒng)的各個元器件(桿件、手部等)的位置與姿態(tài)即（位姿pose），確定它們之間的運動關系，需要建立機器人坐標系統(tǒng)。采用笛卡爾（Cartesian）正交坐標系——直角坐標系。機器人在空間的位姿由位置矢量（3×1）和旋轉(zhuǎn)矩陣（3×3）共同表示。位置(location)自由度和姿態(tài)(orientation)自由度稱為物體的位姿。2023/2/52第三章機器人運動學機器人位姿變換矩陣T2023/2/53第三章機器人運動學動系X軸相對于靜系的位置動系Y軸相對于靜系的位置動系Z軸相對于靜系的位置動系原點相對于靜系的位置動系即是聯(lián)體坐標系，靜系即是基準參考坐標系。2023/2/54第三章機器人運動學“右乘聯(lián)體左乘基”可理解為：從基（靜）坐標系變換到聯(lián)體坐標系→右乘

基（靜）坐標系變換到基坐標系→左乘

2023/2/55第三章機器人運動學例1.下圖正方體邊長為1，已知P2（1，0，0）點和三套坐標系，求P0和0A1，0A2.x0y0z0x1y1z1x2z2y2111P2023/2/56第三章機器人運動學例2、下圖在機器人及工作環(huán)境中，建立了基座坐標系{B}，腕（末端）坐標系{W}，工具坐標系{T}，工作臺坐標系{S}，工件坐標系{G}。求齊次變換矩陣（10分）。解：{B}{S}{G}{T}{W}2023/2/57第三章機器人運動學機器人的雅可比矩陣雅可比矩陣：機械手的笛卡兒空間運動速度與關節(jié)空間運動速度之間的變換稱之為雅可比矩陣。關節(jié)空間向笛卡兒空間速度的傳動比。設x為表示機械手末端位姿的廣義位置矢量，

q為機械手的關節(jié)坐標矢量,n個關節(jié)則為n維矢量2023/2/58第三章機器人運動學

雅可比矩陣兩空間之間速度的線性映射關系—雅可比矩陣（簡稱雅可比）。它可以看成是從關節(jié)空間到操作空間運動速度的傳動比，同時也可用來表示兩空間之間力的傳遞關系。vxvy存在怎樣的關系2023/2/59第三章機器人運動學看一個兩自由度平面關節(jié)機器人的末端點位置（x，y）圖4-1

兩自由度平面關節(jié)機器人容易求得將其微分得寫成矩陣形式令末端位姿則

雅可比矩陣2023/2/510第三章機器人運動學若J是關節(jié)空間向操作空間的映射（微分運動矢量），則把操作空間的廣義力矢量映射到關節(jié)空間的關節(jié)力矢量。關節(jié)空間操作空間雅可比J力雅可比JT2023/2/511第三章機器人運動學解：由前面的推導知例3如圖3-18所示的平面2R機械手，手爪端點與外界接觸，手爪作用于外界環(huán)境的力為，若關節(jié)無摩擦力存在，求力的等效關節(jié)力矩。所以得：圖3-18關節(jié)力和操作力關系y0x02023/2/512第三章機器人運動學例4.一個三自由度機械手，其末端夾持一質(zhì)量m=10kg的重物，l1=l2=0.8m，θ1=60°，θ2=

–60°，θ3