2022年工业机器人技术课程总结2 .pdf
。-可编辑修改-工业机器人技术课程总结。-可编辑修改-任课：班级：学号：姓名：之前在工厂实习见识和操作过很多工业机器人，有焊接机器人，涂装机器人，总装机器人等，但是学习了盖老师教授的工业机器人课程，才真正算是进入了工业机器人的理论世界学习机器人的相关知识。以下是课程总结。一、第一章主要是对机器人的概述，从机器人的功能和应用、机器人的机构以及机器人的规格全面呈现学习机器人的框架。研制机器人的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重劳动或简单的重复劳动，以及替代人到有辐射等危险环境中进行作业，因此机器人最早在汽车制造业和核工业领域得以应用。随着机器人技术的不断发展，工业领域的焊接、喷漆、搬运、装配、铸造等场合，己经开始大量使用机器人。另外在军事、海洋探测、航天、医疗、农业、林业甚到服务娱乐行业，也都开始使用机器人。本书主要介绍工业机器人，文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 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机器人以及关节式机器人。手腕的形式也可分为二自由度球形手腕、三轴垂直相交的手腕以及连续转动手腕。同时手爪也可分为夹持式手爪、多关节多指手爪、顺应手爪。机器人的其他规格主要介绍驱动方式、自动插补放大、坐标轴数、工作空间、承载能力、速度和循环时间、定位基准和重复性以及机器人的运行环境。第一章的内容主要是对机器人各个方面有个简单的介绍使机器人更形象化和具体化。工业机器人定义为一种拟人手臂、手腕和手功能的机电一体化装置，能将对象或工具按照空间位置姿态的要求移动，从而完成某一生产的作业要求。工业机械应用：主要代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作；代替人完成繁重、单调重复劳动。它带来的好处：减少劳动力费用提高生产率改进产品质量增加制造过程柔性减少材料浪费控制和加快库存的周转消除了危险和恶劣的劳动岗位。机器人的直角坐标型：结构简单；定位精度高；空间利用率低；操作范围小；实际应用较少。圆柱坐标型：结构简单；刚性好；空间利用率低；用于重物的装卸和搬运。球坐标型：结构紧凑，所占空间较小。关节坐标型：动作范围宽。第二章主要讲述了位姿描述和齐次变换。刚体的位姿是指刚体参考点的位置。对组成工业机器人的每一个连杆都可以看作是一个刚体。若给定了刚体上某一点的位置和该刚体在空间的姿态，则这个刚体在空间上是完全确定的。设有一刚体 Q，如图 2-4 所示，在刚体上选任一点OOXYZ文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 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相对于坐标系 A的位置矢量和旋转矩阵。当然也可以只表示位置或者方向，但是坐标系B的相应的形式会有不同。如果只表示位置时，如果只表示方位时，坐标系B的形式为。对于手爪的描述大致可分为手爪坐标系与手爪固接一起的坐标系。z 轴手指接近物体的方向，接近矢量 a(approach)y轴两手指的连线方向，方位矢量o(orientation)x 轴右手法则规定，n=o a，n(normal)。而坐标变换可分为坐标平移和坐标旋转。齐次变换具有较直观的几何意义，和非齐次交换相比，它非常适合描述坐标系之间的变换关系。另外，齐次变换可以将旋转变换与平移变换用一个矩阵来表达，关系明确，表达简洁。所以常用于解决工业机器人运动学问题。齐次变换的优点：书写简单，表达方便，在计算机图形学，计算机视觉有广泛应用。齐次坐标的表示不是唯一的。如果将列阵 p 中的元素同乘一非零系数w 后，仍然代表同一点 P。齐次变换矩阵 T 除了实现点在不同坐标系的映射外，还可解释为描述B相对于A的位姿（位置加方位）。齐次变换矩阵也代表坐标平移与坐标旋转的复合将其分解成两个矩阵相乘的形式之后就可以看出这一点。齐次变换矩阵的物理文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 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转伽马角。这种描述中的各次转动都是相对运动坐标系的某轴进行的，而不是相对于固定的参考系A。这样的三次转动称为欧拉角。又因转动的顺序是绕z 轴，y 轴和 x 轴，故称这种描述为 z-y-x（欧拉角）。这种描述中的各次转动都是相对运动坐标系的某轴进行的，而不是相对于固定的参考系A。这样的三次转动称为欧拉角，又因转动的顺序是绕z 轴，y 轴和 x 轴，故称这种描述为z-y-z（欧拉角）。旋转变换通式可表示为：scssss(,)ssscssssssscxxyxzzxyxyzyyzyxxzyyzxzzk k Verk k Verkk k VerkRk k Verkk k Verk k Verkk k Verkk k Verkk k Vers(1cos),ssin,ccos,xxyyzzVerkakaka旋转变换通式解决了根据转轴和转角建立相应旋转变换矩阵的问题；反向问题则是根据旋转矩阵求其等效转轴与等效转角。两点值得注意多值性，k,不是唯一的，文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 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HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6。-可编辑修改-还存在另外一组解：病态情况，当转角很小时，由于式2.65 的分子、分母都很小，转轴难于确定。当接近0 或180 是无法确定，需另找新方法。可以证明：任何一组绕过原点的轴线的复合转动总是等效于绕某一过原点的轴线转动R(k,)自由矢量：维数、大小和方向，如速度矢量和纯力矩矢量。线矢量：维数、大小、方向和作用线，如力矢量。速度矢量在不同坐标系BA之间的映射只与R 相关。即有AABBvR v，而与坐标原定的位置0ABp无关。纯力矩矢量在不同坐标系 BA之间的映射只与R 相关。即有AABBnRn，而与坐标原定的位置0ABp无关。有关线矢量的描述比较复杂，超出本课程范围，需要引入旋量法等。第三章主要跟随老师一起学习了操作臂运动学。操作臂运动学：各连杆间的位移关系：速度关系，加速度关系操作臂：开式运动链转动关节、移动关节。轨迹规划：操作臂末端执行器相对固定参考系的空间描述关节（运动副）分为高副和低副，低副：旋转副、平移副、圆柱副、平面副、螺旋副、球面副连杆：保持其两端的关节轴线具有固定的几何关系。轴线：决定了连杆的特征连杆i-1是由关节轴线 i-1 和 i 的公法线长度 ai-1i-1 所规定的。特殊情况：两i-10。两轴线相交得：ai-10,i-1 指向不定。连杆 i-1：长度 ai-1关节轴线i-1 指向关节轴 i 的公法线长度（恒为正）。i-1从轴线i-1 绕公垂线转至轴线i 的夹角（可正可负）。连杆的变换通式：111111111100001iiiiiiiiiiiiiiiiiiicsas cc csd sTs sc scd c同时 PUMA 560 运动学方程的大致建立步骤：设定各个连杆坐标系，列出相文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 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ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5E5R7 HW10L3D3U9G10 ZC10P5Y6D4E6文档编码:CY7J9M5
