文档介绍：该【第四讲机器人运动方程建立 】是由【书犹药也】上传分享，文档一共【29】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【第四讲机器人运动方程建立 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。第四讲
工业机器人的运动学方程
工业机器人的运动学方程简介
运动方程
末端执行器(对多数机器人常体现为夹持型工具)上的坐标系(也称标架)相对于基础坐标系的位姿矩阵Te0，就是操作机的运动方程。
正解
已知各杆的构造参数和关节变量，求末端执行器的空间位置和姿态，称作机器人运动学正问题；对于移动关节，取d为关节变量。
逆解
已知作业规定期，末端执行器的空间位置和姿态以及各杆的构造求关节变量
工业机器人的运动学方程简介
这两个问题，是机器人应用中极为重要的问题，是对机器人进行位置控制的关键。
由于末端执行器类型复杂，为了便于研究，下面以末杆的位姿矩阵T0n取代T0e作为研究对象。
工业机器人的运动学方程的建立
1. 机器人运动学方程
一般把描述一种连杆坐标系与下一种连杆坐标系间相对关系的齐次变换矩阵叫Ai变换矩阵, 简称Ai矩阵。如A1矩阵表达第一种连杆坐标系相对固定坐标系的位姿;A2矩阵表达第二个连杆坐标系相对第一种连杆坐标系的位姿; Ai表达第i个连杆相对于第i-1个连杆的位姿变换矩阵。那么, 第二个连杆坐标系在固定坐标系中的位姿可用A1和A2的乘积来表达,即:
T2=A1A2
依此类推, 对于六连杆机器人, 有下列矩阵:
T6=A1A2A3A4A5A6
该等式称为机器人运动学方程。方程右边为从固定参照系到手部坐标系的各连杆坐标系之间变换矩阵的连乘;方程左边T6表达这些矩阵的乘积,即机器人手部坐标系相对于固定参照系的位姿。 分析该矩阵: 前三列表达手部的姿态; 第四列表达手部中心点的位置。 可写成如下形式:
2. 正向运动学及实例
如图所示,SCARA装配机器人的三个关节轴线是互相平行的, {0}、{1}、{2}、{3}分别表达固定坐标系、 连杆1的动坐标系、连杆2的动坐标系、 连杆3的动坐标系, 分别坐落在关节1、关节2、关节3和手部中心。坐标系3即为手部坐标系。 连杆运动为旋转运动, 连杆参数θn为变量, 其他参数均为常量。 该机器人的参数如表所示。
该平面关节型机器人的运动学方程为
T3=A1A2A3
其中:A1——连杆1的坐标系相对于固定坐标系的齐次变换矩阵;
A2——连杆2的坐标系相对于连杆1坐标系的齐次变换矩阵
A3——手部坐标系相对于连杆2坐标系的齐次变换矩阵。
手部位置：
手部姿态
如图所示,当转角变量分别为θ1=30°, θ2=-60°, θ3=-30°时，则可根据平面关节型机器人运动学方程求解出运动学正解,即手部的位姿矩阵体现式
T3为手部坐标系(即手部)的位姿。由于其可写成(4×4)的矩阵形式, 即可得向量p、n、o、a, 把θ1、θ2、θ3代入可得。