机器人运动学:逆运动学求解与坐标变换
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更新于2024-08-08
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"平面两连杆机器人的逆运动学求解-涂鸦wifi插座&开关产测流程"
在机器人学中,逆运动学是研究如何从目标位置和姿态反推出关节变量的过程,这对于控制多关节机械臂尤其重要。本文将探讨平面两连杆机器人的逆运动学求解,同时涉及了机器人运动学的基础知识,如机械手的运动表示方法和坐标变换。
首先,机械手的运动方向可以用一组矢量来描述。原点由矢量p表示,接近矢量a代表z向矢量,方向矢量o为y向矢量,而法线矢量n与o和a构成右手矢量集合,通过它们的叉乘定义。这些矢量共同决定了机械手的位置和姿态。
运动方程通常表示为转换矩阵T,对于六连杆机械手,T6矩阵包含16个元素,其中12个具有实际意义。这个矩阵可以用来描述机械手从一个坐标系到另一个坐标系的变换。
在表示机械手的运动姿态时,有两种常见的方法:欧拉角和RPY(横滚、俯仰、偏转)组合变换。欧拉角是由三个连续的旋转组成,首先绕z轴旋转φ角,接着绕新y轴旋转θ角,最后绕新z轴旋转ψ角。RPY变换则按照x、y、z轴的顺序分别进行旋转,即先绕x轴旋转ψ,再绕y轴旋转θ,最后绕z轴旋转φ。
平移变换是确定机械手在不同坐标系中位置的关键,它可以通过一个对应于矢量p的平移变换矩阵来表达。这个矩阵左乘于姿态变换矩阵,以综合出机械手在基座坐标系中的完整位置。
除此之外,还可以使用柱面坐标来表示机械手的运动位置,这在某些情况下可能更方便。柱面坐标结合了径向距离、角度和高度信息,可以更直观地描述机械手在空间中的定位。
平面两连杆机器人的逆运动学求解涉及到坐标变换、旋转表示和位置表示等多个方面。理解并熟练运用这些概念是设计和控制机器人系统的基础,特别是对于涂鸦WiFi插座和开关这类自动化产测流程来说,精确的逆运动学计算至关重要,它能够确保机器人准确无误地执行各种操作。
2024-10-24 上传
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Davider_Wu
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