转动平动三关节手臂ppt课件

1、机器人原理与应用机器人原理与应用转动平动三关节手臂习题解徐心和 郝丽娜 丛德宏东北大学人工智能与机器人研讨所 第四章第四章 位置运动学位置运动学习题：试列写转动平动三关节手臂运动学方程习题：试列写转动平动三关节手臂运动学方程问题分析：问题分析：坐标系建立坐标系建立各关节各关节D-H参数参数各关节变换矩阵各关节变换矩阵手臂运动学方程手臂运动学方程 5 . 分析验证相互关系分析验证相互关系d1r12阐明：阐明： 与与 为转动关节，为转动关节，r r 为平动关节为平动关节 2q q1q q 第四章第四章 位置运动学位置运动学坐标系建立坐标系建立X2Z2Y2Z0Y0X01122rZ1Y1X1d1D -

2、 H 参 数参 数： 09000210121iiiiddraqqq解法：将与解法：将与 r r 视为操作机视为操作机2qrq 第四章第四章 位置运动学位置运动学各关节变换矩阵各关节变换矩阵10000100000111111dCSSCA1000010000),(),(2222221212rSCSrCSCrXTransZRotAq进而得到进而得到1000021222112121211212121rSdCSCrSCSSCSCrCSSCCCAAA 第四章第四章 位置运动学位置运动学坐标系建立坐标系建立解法：三关节分分别建立坐标系解法：三关节分分别建立坐标系暂设关节的杆长为暂设关节的杆长为 2q0r00

3、rX3Z3Y31122r0rd1Z0Y0X0Z1Y1X1Z2X2Y2D-H参数：参数： 0090000032101021iiiiddrraqqq 第四章第四章 位置运动学位置运动学各关节变换矩阵各关节变换矩阵10000100000111111dCSSCA10000100000220222CSrSCA1000010000100013rA进而可得进而可得1000)(0)()(2011222011212120112121321rSrSdCSrCrSCSSCSrCrCSSCCCAAAA当时，便得到与解法一一样的结果。当时，便得到与解法一一样的结果。 00r 第四章第四章 位置运动学位置运动学初始位置零

4、位初始位置零位 X2Z2Y2Z0Y0X01122rZ1Y1X1d11000010010000110drrA 第四章第四章 位置运动学位置运动学1122Z0Y0X0d1Z1Y1X1rY2X2Z2当当112= 902= 90计算手部位姿计算手部位姿 1000001001001001rdA 第四章第四章 位置运动学位置运动学领会几个问题：领会几个问题： 1、 基坐标基坐标 一直固定不动。一直固定不动。2、 可以恣意定义关节零位和各关节坐标系，可以恣意定义关节零位和各关节坐标系，实践结果一样，但对分析计算影响艰苦。实践结果一样，但对分析计算影响艰苦。必需谨慎选择。必需谨慎选择。3、 角相对于角相对于 轴运动。而关节的效应轴运动。而关节的效应表达在本关节前端的动坐标，普通为下一表达在本关节前端的动坐标，普通为下一个关节的轴心。个关节的轴心。5、 手坐标姿态用方向余弦阵手坐标姿态用方向余弦阵 表示，表示，特征明显。特征明显。6、经过变换矩阵可以很容易求解运动学正问、经过变换矩阵可以很容易求解运动