第三讲机器人运动学和动力学一.ppt

机器人运动学方程正向运动学实例二PUMA560六自由度机器人连杆3:第30页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人运动学方程正向运动学实例二PUMA560六自由度机器人连杆4:第31页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人运动学方程正向运动学实例二PUMA560六自由度机器人连杆5:第32页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人运动学方程正向运动学实例二PUMA560六自由度机器人连杆6:第33页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人运动学方程正向运动学实例二PUMA560六自由度机器人运动学方程:第34页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人运动学方程式中:第35页，共38页，星期日，2025年，2月5日结束第三讲（一）完！第36页，共38页，星期日，2025年，2月5日坐标旋转ApzAxAyAoAzByBxB绕x轴旋转θ：绕y轴旋转θ：绕z轴旋转θ：第37页，共38页，星期日，2025年，2月5日坐标旋转ApzAxAyAoAzByBxB第38页，共38页，星期日，2025年，2月5日第三讲机器人运动学和动力学一第1页，共38页，星期日，2025年，2月5日讲座内容位置姿态描述齐次坐标及齐次变换机器人连杆参数及D-H坐标变换机器人运动学方程微分运动学的概念机器人动力学方程第2页，共38页，星期日，2025年，2月5日位置姿态描述空间点的描述zAxAyAApoA第3页，共38页，星期日，2025年，2月5日位置姿态描述zAxAyAApBOoAoBzByBxB位置矢量旋转矩阵刚体位姿第4页，共38页，星期日，2025年，2月5日坐标变换的概念zAxAyAApoAoBzByBxBBp坐标平移：坐标旋转：一般变换：第5页，共38页，星期日，2025年，2月5日齐次坐标及齐次变换齐次坐标：齐次变换阵：第6页，共38页，星期日，2025年，2月5日齐次坐标及齐次变换齐次变换：第7页，共38页，星期日，2025年，2月5日齐次坐标及齐次变换n－接近矢量（z轴）o－方向矢量（y轴）a－法向矢量（x轴）机器人手爪坐标系第8页，共38页，星期日，2025年，2月5日齐次坐标及齐次变换齐次坐标展开：第9页，共38页，星期日，2025年，2月5日齐次坐标及齐次变换齐次坐标变换阵的运算：第10页，共38页，星期日，2025年，2月5日齐次坐标及齐次变换齐次坐标变换阵的求逆运算：第11页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人坐标系及其变换｛B｝－基座坐标系｛S｝－工作台坐标系｛W｝－腕坐标系｛T｝－工具坐标系｛G｝－目标坐标系空间尺寸链：第12页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人连杆参数及D-H坐标变换连杆的简化：第13页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人连杆参数及D-H坐标变换转动关节连杆的参数：第14页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人连杆参数及D-H坐标变换移动关节连杆的参数：连杆长度ai：连杆扭角?i偏置di：关节角?i两个关节轴线i和i+1沿公垂线的距离两个轴线的夹角沿关节i轴线方向，两个公垂线之间的距离。垂直于关节轴线的平面内，两个公垂线投影的夹角。本方法由Denavit和Hartenberg于1955年提出。第15页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人连杆参数及D-H坐标变换连杆坐标系的建立及D-H坐标变换转动连杆坐标系的建立第16页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人连杆参数及D-H坐标变换连杆坐标系的建立及D-H坐标变换第17页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人运动学方程描述手部坐标系相对于固定参考系的位姿机器人运动学方程的一般形式建立连杆坐标系第18页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人运动学方程机器人运动学方程的应用一、正向运动学二、反向运动学建立机器人运动学方程，已知各关节变量时，求取终端（手部）位姿。已知终端（手部）位姿，求各关节变量。第19页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人运动学方程正向运动学实例一平面关节（SCARA)机器人SCARA机器人连杆参数表第20页，共38页，星期日，2025年，2月5日机器人运动学