机器人位置运动学优秀PPT.ppt

机器人位置运动学你现在浏览的是第一页，共52页第二章 机器人位置运动学（1）n2.1 引言n2.2 机器人机构n2.3 机器人运动学的矩阵表示n2.4 齐次变换矩阵n2.5 变换的表示n2.6 变换矩阵的逆n2.7 机器人的正逆运动学你现在浏览的是第二页，共52页第二章 机器人位置运动学（2）n2.8 机器人正运动学方程的D-H表示法n2.9 机器人的逆运动学解n2.10 机器人的逆运动学编程n2.11 小结你现在浏览的是第三页，共52页2.2 机器人机构n2.2.1 机器人机构的特点n2.2.2 机构具有确定姿态的条件n2.2.3 机器人开环机构的缺点n2.2.4 解决开环机构的缺点的办法 返回返回你现在浏览的是第四页，共52页机器人机构的特点n多个自由度多个自由度n三维三维n开环链式开环链式机构返回返回你现在浏览的是第五页，共52页机构具有确定姿态的条件返回返回你现在浏览的是第六页，共52页开环机器人的缺陷返回返回你现在浏览的是第七页，共52页2.3 机器人运动学的矩阵表示n2.3.1空间点的表示n2.3.2空间向量的表示n2.3.3坐标系在固定参考坐标系原点的表示n2.3.4坐标系在固定参考坐标系中的表示n2.3.5刚体的表示返回返回你现在浏览的是第八页，共52页夹手方向三个单位矢量的规定n夹手进入物体的方向上，称为接近矢量a。n从一个指尖指向另一个指尖，处于规定夹手方向上，称为方向矢量o。n法线矢量n，n=oa。返回返回你现在浏览的是第九页，共52页练习（例2.2）n右图中F坐标系位于参考坐标系的3，5，7的位置。n轴与x轴平行，o轴相对于y轴角度45，a轴相对于z轴角度45 ，(1)F坐标系该怎样坐标系该怎样表示？表示？(2)当n轴/x轴，o轴/y轴，a轴/z轴，F=?返回返回你现在浏览的是第十页，共52页刚体的表示返回返回你现在浏览的是第十一页，共52页变换的表示n2.5.1 纯平移变换的表示n2.5.2 绕轴旋转变换的表示n2.5.3 复合变换的表示n2.5.4 相对于旋转坐标系的变换返回返回你现在浏览的是第十二页，共52页绕轴纯旋转变换你现在浏览的是第十三页，共52页例2.5变换的图示返回返回你现在浏览的是第十四页，共52页例2.6变换过程的图示你现在浏览的是第十五页，共52页例2.7变换过程的图示返回返回你现在浏览的是第十六页，共52页例2.8变换过程的图示返回返回你现在浏览的是第十七页，共52页变换矩阵的逆图例返回返回你现在浏览的是第十八页，共52页机器人的正逆运动学n机器人的正逆运动学求解的问题n位置的正逆运动学方程n姿态的正逆运动学方程n位姿的正逆运动学方程返回返回你现在浏览的是第十九页，共52页机器人正逆运动学求解的问题返回返回你现在浏览的是第二十页，共52页位置的正逆运动学方程n直角坐标n圆柱坐标n球坐标n链式坐标返回返回你现在浏览的是第二十一页，共52页直角坐标返回返回你现在浏览的是第二十二页，共52页圆柱坐标返回返回你现在浏览的是第二十三页，共52页球坐标返回返回你现在浏览的是第二十四页，共52页链式坐标返回返回你现在浏览的是第二十五页，共52页姿态的正逆运动学方程n滚动、俯仰、偏航（RPY旋转）n欧拉角n链式关节返回返回你现在浏览的是第二十六页，共52页滚动、俯仰、偏航（RPY旋转）n滚动nz轴旋转a角n俯仰ny轴旋转o角n偏航nx轴旋转n角你现在浏览的是第二十七页，共52页RPY旋转返回返回你现在浏览的是第二十八页，共52页例2.17你现在浏览的是第二十九页，共52页欧拉角返回返回你现在浏览的是第三十页，共52页位姿的正逆运动学方程n直角坐标n圆柱坐标n球坐标nRPY旋转n欧拉角返回返回位置的正逆运动学方程姿态的正逆运动学方程你现在浏览的是第三十一页，共52页2.8 机器人正运动学方程的D-H表示法n2.8.1 连杆描述n2.8.2 连杆连接的描述n2.8.3 连杆坐标系n2.8.4 连杆的变换方程n2.8.5 驱动空间、关节空间、笛卡儿空间n2.8.6 典型机器人的运动学问题返回返回你现在浏览的是第三十二页，共52页连杆描述（1）你现在浏览的是第三十三页，共52页连杆描述（2）你现在浏览的是第三十四页，共52页例2.19返回返回你现在浏览的是第三十五页，共52页连杆连接的描述你现在浏览的是第三十六页，共52页例2.20返回返回你现在浏览的是第三十七页，共52页连杆坐标系你现在浏览的是第三十八页，共52页例2.21你现在浏览的是第三十九页，共52页例2.21你现在浏览的是第四十页，共52页例2.22你现在浏览的是第四十一页，共52页例2.22你现在浏览的是第四十二页，共52页例2.22返回返回你现在浏览的是第四十三页，共52页例2.23返回返回你现在浏览的是第四十四页，共52页练习返回返回你现在浏览的是第四十五页，共52页2.8.4 连杆的变换方程你现在浏览的是第四十六页，共52页例2.24你现在浏览的是第四十七页，共52页例2.24ii-1ai-1dii100012900d20300L23返回返回你现在浏览的是第四十八页，共52页PUMA机器人（1）返回返回你现在浏览的是第四十九页，共52页PUMA机器人（2）返回返回你现在浏览的是第五十页，共52页PUMA机器人（3）返回返回你现在浏览的是第五十一页，共52页2.11 小结n1.矩阵表示点、向量、坐标系及变换方法n2.特定类型机器人的正逆运动学方程（直角坐标、圆柱坐标、球坐标）、RPY姿态角及欧拉角n3.D-H法推导出的机器人的正逆运动学返回返回如何描述多自由度机器人在空间的运动？你现在浏览的是第五十二页，共52页