機器人課件-第3章機械臂運動學

第3章機械臂運動學歐林林，禹鑫燚

機器人的正運動學學習目標：學會建立連桿坐標系、DH參數(shù)表、推導位置方程，姿態(tài)方程學習重點：1.連桿、連桿參數(shù)描述2.連桿坐標系的建立

3.連桿變換矩陣4.常見構型機器人的運動學方程課程回顧3連桿參數(shù)（Denavit-Hartenberg參數(shù)）機器人的每個連桿都可以用四個運動學參數(shù)描述描述連桿本身連桿長度、連桿轉角描述連桿之間的關系連桿偏距、關節(jié)角轉動關節(jié)關節(jié)角為關節(jié)變量移動關節(jié)連桿偏距為關節(jié)變量連桿坐標系建立步驟41234561234657Z軸原點Z方向X方向Y方向首尾在連桿坐標系中對連桿參數(shù)的歸納563.4對連桿附加坐標系的規(guī)定三連桿3R操作臂相反的兩種情況DH參數(shù)并不是唯一的！正運動學問題求解連桿坐標系已經(jīng)建立；連桿參數(shù)已經(jīng)求得；7機器人末端的位姿位姿（Θ,p）=f（θ1,θ2,…）？83.5操作臂運動學連桿變換的推導中間坐標系Q中間坐標系P中間坐標系R坐標系i-1坐標系i93.5操作臂運動學連桿變換的推導103.5操作臂運動學連桿變換的推導連桿變換公式113.5操作臂運動學連桿變換的推導123.5操作臂運動學連續(xù)的連桿變換——機器人多個連桿組成連續(xù)的連桿變換矩陣就是N個連桿相乘，即得到坐標系N相對于坐標系0的變換矩陣：（Θ,p）=f（θ1,θ2,…）133.6驅動空間、關節(jié)空間和笛卡爾空間驅動空間關節(jié)空間笛卡爾空間（θi,i=1,2,3…）（Θ,p）（θi/減速比,i=1,2,3…）課程回顧14連桿變換公式連續(xù)的連桿變換153.7PUMA560的運動學問題PUMA560-6R機構Z4Z5Z6Z5關節(jié)4、5和6相交于一點163.7PUMA560的運動學問題PUMA560-6R機構Z4173.7PUMA560的運動學問題PUMA560-6R機構Z5Z5Z6Z4Z3183.7PUMA560的運動學問題193.7PUMA560的運動學問題203.7PUMA560的運動學問題各連桿矩陣連乘與位置無關213.7PUMA560的運動學問題各連桿矩陣連乘223.7PUMA560的運動學問題六個連桿坐標變換矩陣乘積PUMA560的運動方程（3-14）（Θ,p）=f（θ1,θ2,…）回顧空間描述與變換（第二章）空間位姿描述旋轉矩陣齊次變換（第三章）（第四章）24

回顧操作臂正運動學在連桿坐標系中對連桿參數(shù)的歸納25回顧操作臂正運動學連桿變換的推導中間坐標系Q中間坐標系P中間坐標系R坐標系i-1坐標系i26

回顧操作臂正運動學連桿變換的推導27回顧操作臂正運動學連續(xù)的連桿變換——機器人多個連桿組成連續(xù)的連桿變換矩陣就是N個連桿相乘，即得到坐標系N相對于坐標系0的變換矩陣：（Θ,p）=f（θ1,θ2,…）3.7DobotMagician機器人運動學2821Z1Z0X1X0Z2X2Z3X3Z4X41）用matlabtoolbox把機器人建立起來2）用robodk讓機器人走一個運動程序293.8坐標系的標準命名基坐標系{B}工作臺坐標系{S}腕部坐標系{W}工具坐標系{T}目標坐標系{G}目標坐標系{G}是機器人移動工具是對工具位置的描述。在實際操作中，工具坐標系應當與目標坐標系重合。目標坐標系{G}根據(jù)工作臺來確定。3.8坐標系的標準命名30313.9工具的定位工具坐標系{T}相對于工作臺坐標系{S}的變換矩陣

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也可以在本課程“