機(jī)器人學(xué)課程論文-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 那么可在矩陣中加入比例因子使之成為4x4矩陣。 第一章 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)概述 矩陣可用來(lái)表示點(diǎn)﹑向量﹑平移﹑旋轉(zhuǎn)以及變換，還可以表示坐標(biāo)系中的物體和其他運(yùn)動(dòng)元件。本文就機(jī)器人主要是六自由度機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析。我國(guó)在機(jī)器人的研究和應(yīng)用方面與工業(yè)化國(guó)家相比還有一定的差距，因此研究和設(shè)計(jì)各種用途的機(jī)器人特別是工業(yè)機(jī)器人、推廣機(jī)器人的應(yīng)用是有現(xiàn)實(shí)意義的。 本課題的研究范圍包括：齊次變換的基本理論及應(yīng)用；連桿坐標(biāo)系的建立方法﹑原則；運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，及運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；運(yùn)動(dòng)學(xué)正解﹑運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解；機(jī)器人的雅克比矩陣的建立；動(dòng)力學(xué)方程等。 （）azopxy x 一個(gè)坐標(biāo)系在另一個(gè)坐標(biāo)系中的表示 剛體的表示 一個(gè)物體在空間的表示可以這樣實(shí)現(xiàn)：通過(guò)在它上面固連一個(gè)坐標(biāo)系，再將該固連的坐標(biāo)系在空間表示出來(lái)。當(dāng)空間的一個(gè)坐標(biāo)系相對(duì)于固定的參考坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)時(shí)，這一運(yùn)動(dòng)可用類似于表示坐標(biāo)系的方式來(lái)表示。 機(jī)械手的位姿表示機(jī)械手可以看成由一系列關(guān)節(jié)連接起來(lái)的連桿組構(gòu)成?；? ()其中，中的表示機(jī)器人手沿x,y及z軸的微分運(yùn)動(dòng)，中的，及分別表示機(jī)器人手繞x,y及z軸的微分旋轉(zhuǎn)，表示關(guān)節(jié)的微分運(yùn)動(dòng)。于是, ()F是線運(yùn)動(dòng)的所有外力之和，T是轉(zhuǎn)動(dòng)中的所有外力矩之和，x是系統(tǒng)變量。第一個(gè)關(guān)節(jié)在連桿0（固定基座）和連桿1之間，關(guān)節(jié)2在連桿1和連桿2之間，等等。其方法是用單個(gè)矩陣左乘矩陣，使得方程右邊不再包括這個(gè)角度，于是可以找到產(chǎn)生角度的正弦值和余弦值的元素，并進(jìn)而求得相應(yīng)的角度。 （）同理可依次計(jì)算出 （）至此找到了6個(gè)方程，它們合在一起給出了機(jī)器人置于任何期望位姿時(shí)所需的關(guān)節(jié)值?？梢詫⑾鄬?duì)于最后一個(gè)坐標(biāo)系的速度方程寫為： = （）方程的微分運(yùn)動(dòng)關(guān)系可以寫成： =如果所考慮的關(guān)節(jié)i為旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，那么： （）如果所考慮的關(guān)節(jié)i為滑動(dòng)關(guān)節(jié)，那么： （）對(duì)于式（）和（），對(duì)第i列用，它的具體計(jì)算如下：第1列用 第2列用 第3列用 （）第4列用 第5列用 第6列用 第三章 六自由度機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)分析機(jī)器人是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的連桿系統(tǒng)，一般采用齊次變換的方法，用拉格朗日方程建立其系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)其位姿和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行描述。 動(dòng)能 根據(jù)所學(xué)的力學(xué)課程得知，三維運(yùn)動(dòng)剛體的動(dòng)能是 ()這里代表剛體關(guān)于G點(diǎn)的角動(dòng)量。因此，將式（）對(duì)所有關(guān)節(jié)變量求導(dǎo)，即可得到該點(diǎn)的速度： （）在連桿上的一個(gè)質(zhì)量單元的動(dòng)能為： （）由于有三個(gè)分量，所以寫成矩陣形式為： 和 = （） 結(jié)合式（）﹑式（）和式（），得到該質(zhì)量單元的動(dòng)能方程如下： （） 這里p和r代表了不同的關(guān)節(jié)編號(hào)，這就使得可以將其他關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)對(duì)連桿i上點(diǎn)的最終速度的影響進(jìn)行累計(jì)。需要注意的是，重力矩陣中的元素依賴于參考坐標(biāo)系的方向。另一方面，如果機(jī)器人運(yùn)動(dòng)很緩慢，方程中許多與向心力加速度和科里奧利加速度相關(guān)的項(xiàng)就可以忽略
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