机器人运动学：逆运动学求解与坐标变换

"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。