三轴机器人,用物体坐标系旋量法,已知关节变量时求机器人物体雅可比矩阵
时间: 2024-03-04 09:09:33 浏览: 87
实现对三维矢量指定坐标轴的旋转
对于三轴机器人,其末端执行器的位置和姿态可以用6个自由度描述,因此机器人物体雅可比矩阵的维度为6x3。
在用物体坐标系旋量法求解机器人物体雅可比矩阵时,需要先求解出机器人的正运动学(即机器人末端执行器的位置和姿态与关节变量之间的关系)。然后,可以利用正运动学求出机器人的旋量矩阵和平移矩阵,进而计算出机器人物体雅可比矩阵。
具体地,假设机器人的关节变量为q1、q2、q3,末端执行器的位置和姿态为[x, y, z, α, β, γ],则机器人物体雅可比矩阵的表达式为:
J = [Jv, Jω]
其中,Jv为机器人位置雅可比矩阵,Jω为机器人姿态雅可比矩阵。
机器人位置雅可比矩阵的表达式为:
Jv = [dP/dq1, dP/dq2, dP/dq3]
其中,P为末端执行器位置的向量,dP/dqi表示P对qi的偏导数。
机器人姿态雅可比矩阵的表达式为:
Jω = [dR/dq1, dR/dq2, dR/dq3] * R^-1
其中,R为末端执行器姿态的旋转矩阵,dR/dqi表示R对qi的偏导数,R^-1为R的逆矩阵。
需要注意的是,在计算Jω时,需要将旋量矩阵转换为欧拉角或四元数形式,以便求解旋转矩阵的偏导数。
以上就是用物体坐标系旋量法求解三轴机器人物体雅可比矩阵的步骤和表达式。
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