第 机器人动力学学习教案

1、会计学1第第 机器人动力学机器人动力学第一页，共32页。2第四章 机器人动力学PKLniqLqLdtdiii, 2 , 1, F(4.1)(4.2)iqiq iF第2页/共32页第1页/共32页第二页，共32页。32002112121xxMMK0011201)(21gxgxxxMMkP201)(21xx D01FxFx W4.1 刚体(gngt)动力学图4.1 一般(ybn)物体的动能与位能第3页/共32页第2页/共32页第三页，共32页。44.1 刚体(gngt)动力学1, 0 xx 11111xWxPxDxKxKdtdgFxxx111111MdcM 第4页/共32页第3页/共32页第四页，

2、共32页。5100, 0 xxx和Fgxxxxx1010111)()(MkcM Fgxxxxx0010100)()(MkcM FFxxxxxx0101010100kkkkccccMM 4.1 刚体(gngt)动力学第5页/共32页第4页/共32页第五页，共32页。64.1 刚体(gngt)动力学图4.2 二连杆机器手（1）第6页/共32页第5页/共32页第六页，共32页。7(4.3)21KKK)(cos)(21)(2121212212221222212121ddmdmdmm21PPP)cos(cos)(21221121gdmgdmm(4.4)4.1 刚体(gngt)动力学第7页/共32页第6页

3、/共32页第七页，共32页。84.1 刚体(gngt)动力学PKL)2(21)(21222121222212121dmdmm)cos(cos)()(cos2122112121212212gdmgdmmddm(4.5)2112212212121211122221222211122111212221121121DDDDDDDDDDDDDDTT (4.10)第8页/共32页第7页/共32页第八页，共32页。94.1.2 动力学方程(fngchng)的两种求法2212222212111cos2)(ddmdmdmmD22222dmD)cos(cos221222221222212dddmddmdmD0si

4、nsin022222122112212122111DddmDddmDD第9页/共32页第8页/共32页第九页，共32页。104.1.2 动力学方程(fngchng)的两种求法0sin2212122212121112DDddmDD)sin()sin(sin)(21222212211211gdmDgdmgdmmD第10页/共32页第9页/共32页第十页，共32页。11222cos11D12D22D1IfI负载地面空载09018027010-1064242101111164242323地面满载09018027010-1018102108404444418102102626外空间负载090180270

5、10-10402202220220010001001001001001004022022202210221024.1.2 动力学方程(fngchng)的两种求法第11页/共32页第10页/共32页第十一页，共32页。12niqPqDqKqKdtdqWiiiii, 2 , 1, (4.11)4.1 刚体(gngt)动力学第12页/共32页第11页/共32页第十二页，共32页。1321rr和21mm 和jirr)sin()cos(111101ddji)sin()cos(1111ddjirr)sin()cos(21221212ddji)sin(sin)cos(cos2121121211dddd4.1

6、.2 动力学方程(fngchng)的两种求法图4.3 二连杆机械 第13页/共32页第12页/共32页第十三页，共32页。141221222221211cos2)( ddmdmdmmT2122121122212222)sin2(cos ddmcddmdm)sin(sin)()sin(21221121222212gdmgdmmddm(4.12)4.1.2 动力学方程(fngchng)的两种求法2122122222122122222sin)cos( ddmdmddmdmT)sin(212222gdmc(4.13)第14页/共32页第13页/共32页第十四页，共32页。(dngnng)；计算各连杆的

7、位能和机械手的总位能；建立机械手系统的拉格朗日函数；对拉格朗日函数求导，以得到动力学方程式。15第四章 机器人动力学图4.4 四连杆(lin n)机械手第15页/共32页第14页/共32页第十五页，共32页。164.2 机械手动力学方程(fngchng)ppppTTdtddtdrrrv333300)()(rrviijjjiqqTdtd1(4.15)第16页/共32页第15页/共32页第十六页，共32页。17pjiippppqqTdtdTTdtddtdrrrva3313333300)()(pkjjkkjpjiiqqqqTqdtdqTrr33131323313pkjjkkjpjiiqqqqTqqT

8、rr33131323313 4.2 机械手动力学方程(fngchng)第17页/共32页第16页/共32页第十七页，共32页。184.2 机械手动力学方程(fngchng)()()()()(000020TpppppTracevvvvv31313333)()(jkTpkkpjjqqTqqTTracerr31333133)( )(jkjkTTpkpjqqqTqTTracerr第18页/共32页第17页/共32页第十八页，共32页。19ijikTikkiijjiqqTqqTTracedtdr1122rrvijkkTkiTikiikiqqqTqTTrace11rr(4.16)4.2 机械手动力学方程(

9、fngchng)第19页/共32页第18页/共32页第十九页，共32页。20dmvdKp2321dmqqqTrrqTTracejkiTkkTppi31313333)(2131313333)(21jkiTkkTTppiqqqTrdmrqTTrace4.2 机械手动力学方程(fngchng)第20页/共32页第19页/共32页第二十页，共32页。21dmqqqTqTTracedKijkjikkTiTijjii1121rrijkjikkTiTTiijiqqqTdmqTTrace11)(21rr331313333333)(21连杆连杆jkkjTkTppjqqqTdmqTTracedKKrrri4.2.

10、2 动能和位能(winng)的计算第21页/共32页第20页/共32页第二十一页，共32页。22iiidKK连杆ijikkjkiijiqqqTIqTTrace1121(4.17)4.2.2 动能和位能(winng)的计算iIninjkiikkTiijiniiqqqTIqTraceTKK111121(4.19)第22页/共32页第21页/共32页第二十二页，共32页。234.2.2 动能(dngnng)和位能的计算i221iaiaiqIKniiaiaqIK1221atKKK61116122121iijikiiaikjkTiiiiqIqqqTIqTTrace(4.20)第23页/共32页第22页/

11、共32页第二十三页，共32页。24rirdmTrdmdPiiTTigg0mghP 1 ,zyxTggggiiiiiTiiTiirdmTrdmTdPP连杆连杆连杆ggiiiTiiiiiTrTmrmTgg。4.2 机械手动力学方程(fngchng)第24页/共32页第23页/共32页第二十四页，共32页。25rdmTrdmdPiiTTigg0niniiaiiPPPP11)(niiiiTirTm1g ri4.2.2 动能(dngnng)和位能的计算(4.21)第25页/共32页第24页/共32页第二十五页，共32页。26PKLt,2121112111niniiiiTiiainiijikkjkTiii

12、irTmqIqqqTIqTTraceg2 , 1n (4.22)4.2 机械手动力学方程(fngchng)第26页/共32页第25页/共32页第二十六页，共32页。27nikikkTiipipqqTIqTTraceqL1121niijpapjpTiiiiqIqqTIqTTtace1121np, 2 , 14.2 机械手动力学方程(fngchng)第27页/共32页第26页/共32页第二十七页，共32页。28jTiikijTiTikikTiijiqWIqTTraceqWIqTTraceqTIqTTracenipapkikpTiikipqIqqTIqTTraceqL11iTiIIiI4.2 机械手

13、动力学方程(fngchng)第28页/共32页第27页/共32页第二十八页，共32页。29npiikpapkpTiikipqIqqTIqTTraceqLdtd1 npiijkjikiTiikjiqqqTIqqTTrace112npiijkjikiTiikpiqqqTIqqTTrace112npiikpapkpTiikiqIqqTIqTTrace1 npiijkjikkTiikjiqqqTIqqTTrace1122 4.2 机械手动力学方程(fngchng)第29页/共32页第28页/共32页第二十九页，共32页。30npiijikkjkTiikjipqqqTIqqTTraceqL11221npiiinpiiipiTiikkjjtiipkirqTmqqqTIqqTTrace11221gnpiijiknpiiipiTikjkTiijpirqTmqqqTIqqTTrace112g4.2 机械手动力学方程(fngchng)第30页/共32页第29页/共32页第三十页，共32页。31nijjkiaikiTjjkji