機(jī)器人學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)基本知識(shí)實(shí)驗(yàn)

第5頁(yè)共5頁(yè)新工科產(chǎn)業(yè)學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)：指導(dǎo)老師(簽名)：課程名稱：《機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)基本知識(shí)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容2.熟悉數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)（剛體的矩陣）3.掌握MATLAB機(jī)器人工具箱中機(jī)械臂坐標(biāo)變換的基礎(chǔ)知識(shí)二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境操作系統(tǒng)：MATLAB實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟（1）坐標(biāo)系{B}相對(duì)于坐標(biāo)系{A}繞其ZA軸轉(zhuǎn)30°，繞其XA軸轉(zhuǎn)60°，再沿XA軸移動(dòng)4個(gè)單位，沿YA軸移動(dòng)3個(gè)單位，求輸入命令：>>transl(4,3,0)*trotx(pi/3)*trotz(pi/6)ans=0.8660-0.500004.00000.25000.4330-0.86603.00000.43300.75000.500000001.0000實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（2）坐標(biāo)系{B}相對(duì)于坐標(biāo)系{A}繞其ZA軸轉(zhuǎn)30°，繞其XB軸轉(zhuǎn)60°，再沿XA軸移動(dòng)4個(gè)單位，沿YA軸移動(dòng)3個(gè)單位，求輸入命令：>>transl(4,3,0)*trotz(pi/6)*trotx(pi/3)ans=0.8660-0.25000.43304.00000.50000.4330-0.75003.000000.86600.500000001.0000實(shí)驗(yàn)結(jié)果：比較（1）和（2）的求解過(guò)程，兩者有何不同之處？和（2）坐標(biāo)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)雖然是相同的，但相對(duì)的參考系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)不同的，（1）是相對(duì)于固定坐標(biāo)系A(chǔ)，所以是左乘。（2）是相對(duì)于運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系B，所以是右乘。（3）設(shè)向量U=(4,8,10,1)T，先繞X軸旋轉(zhuǎn)60°，再進(jìn)行平移變換6i+4j+3k，得到V，請(qǐng)求出變換后的向量V輸入命令：>>U=[4;8;10;1]U=48101>>V=transl(6,4,3)*trotx(pi/3)*UV=10.0000-0.660314.92821.0000>>transl(0,-7,0)*trotz(-pi/2)*trotx(pi/2)ans=0.00000.0000-1.00000-1.00000.0000-0.0000-7.000001.00000.000000001.0000實(shí)驗(yàn)結(jié)果：已知坐標(biāo)系｛B}最初與坐標(biāo)系{A}相重合，坐標(biāo)系｛B}繞ZA軸轉(zhuǎn)-90°，再繞XB軸轉(zhuǎn)90°，最后沿YA平移-7個(gè)單位，求此時(shí)坐標(biāo)系｛B}相對(duì)于坐標(biāo)系｛A}的齊次變換矩陣。坐標(biāo)系｛B}上固連一矢量BP=[123]T，求此時(shí)P點(diǎn)在坐標(biāo)系下的位置。輸入命令：>>BP=[1;2;3;1]BP=1231>>V=transl(0,-7,0)*trotz(-pi/2)*trotx(pi/2)*BPV=-3-821實(shí)驗(yàn)結(jié)果：3.理解并分析“固定軸Z-Y-Z旋轉(zhuǎn)（RPY角）”和“Z-Y-Z歐拉角變換”有何異同？（5）請(qǐng)用rpy2r()函數(shù)和eul2r()函數(shù)分別求解“繞Z軸轉(zhuǎn)45°，再繞Y軸轉(zhuǎn)30°，最后繞Z軸轉(zhuǎn)60°”，并說(shuō)明兩者的異同點(diǎn)。輸入命令：>>rpy2r([pi/4,0,0],'xyz')*rpy2r([pi/3,pi/6,0],'xyz')ans=-0.3062-0.88390.35360.9186-0.17680.3536-0.25000.43300.8660>>R=eul2r(pi/4,pi/6,pi/3)R=-0.3062-0.88390.35360.9186-0.17680.3536-0.25000.43300.8660實(shí)驗(yàn)結(jié)果：異同：固定軸Z-Y-Z旋轉(zhuǎn)（RPY角）是繞固定（參考）坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)，Z-Y-Z歐拉角變換是繞自身坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)，這兩種描述方式得到的旋轉(zhuǎn)矩陣是一樣的，即繞固定坐標(biāo)軸X-Y-Z旋轉(zhuǎn)(γ,β,α)(γ,β,α)和繞自身坐標(biāo)軸Z-Y-X旋轉(zhuǎn)(α,β,γ)(α,β,γ)的最終結(jié)果一樣，只是描述的方法有差別而已。四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)：寫出完成本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中你遇到的主要問(wèn)題和解決方法，完成本實(shí)驗(yàn)后你的主要收獲和感想，以及對(duì)本實(shí)驗(yàn)的建議與意見等。問(wèn)題：在實(shí)驗(yàn)中遇到計(jì)算結(jié)果與電腦計(jì)算結(jié)果不同解決辦法：重新學(xué)習(xí)MATLAB機(jī)器人工具箱中坐標(biāo)變換的基礎(chǔ)函數(shù)，檢查輸入命令是否有誤。通過(guò)對(duì)于MATLAB機(jī)器人工具箱實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)使我掌握了許多知識(shí)。首先對(duì)于MATLAB這個(gè)軟件有了初步的認(rèn)識(shí)。相對(duì)于MATLAB機(jī)