机器人运动学：坐标变换与位姿描述

"该资源是关于机器人运动学坐标变换的PPT，主要涵盖了机器人位姿描述、齐次变换、运动学方程以及微分运动等内容，旨在阐述机器人手部在空间运动与关节运动之间的关系，包括正问题和逆问题的解决方法。" 在机器人学中，运动学是研究机器人各个关节运动如何导致其末端执行器（手部）在空间中运动的学科。本PPT详细讲解了这一主题，特别是关注于坐标变换的概念。首先，3.1章节介绍了机器人的位姿描述，这涉及到手部在三维空间中的位置和姿态。位置通常通过一个3×1的位置向量表示，包含X、Y、Z三个坐标轴的坐标值。而姿态则由3×3的姿态矩阵描述，该矩阵由坐标系的三个轴之间的夹角余弦值构成，反映了坐标系相对于固定参考系的旋转。 3.2章节讨论了齐次变换及运算，这是机器人运动学中的核心概念。齐次变换是一种数学工具，用于在不同的坐标系之间进行平移和旋转操作，它结合了位置和姿态信息，形成4×4的齐次变换矩阵。这种变换矩阵可以方便地进行几何叠加，从而简化计算过程。 接着，3.3章节涉及了机器人运动学方程，它们描述了关节变量如何影响位姿矩阵。这些方程通常以函数形式表示，如M=f(qi)，其中M是位姿矩阵，qi代表关节变量，i=1, …, n，n为机器人的关节数。正问题即根据关节变量qi求解位姿矩阵M，而逆问题则是反过来，已知位姿矩阵M求关节变量qi。 3.4章节则深入到机器人微分运动，探讨了手部速度与关节速度之间的关系，这对于控制机器人的动态行为至关重要。在实际应用中，了解这些关系可以帮助设计更精确、更快速的控制算法。 此外，PPT中还可能包含习题，以帮助学习者巩固所学概念并提升解决问题的能力。这份资料是理解机器人运动学及其坐标变换的理想资源，对于机器人学的学习者或从业者来说具有很高的价值。