【正文】 隨著凸輪轉(zhuǎn)動 ， 薄壁軸承的外環(huán)作橢圓形變形運動 （彈性范圍內(nèi) ） ； ? 剛輪： 是剛性的內(nèi)齒輪； ? 柔輪： 是薄殼形元件 ， 具有彈性的外齒輪 。 波發(fā)生器在柔輪內(nèi)轉(zhuǎn)動時，迫使柔輪產(chǎn)生連續(xù)的彈性變形，此時波發(fā)生器的連續(xù)轉(zhuǎn)動，就使柔輪齒的嚙入 — 嚙合 — 嚙出 — 脫開這四種狀態(tài)循環(huán)往復不斷地改變各自原來的嚙合狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱之為錯齒運動，由于錯齒運動，使減速器可以將輸入的高速轉(zhuǎn)動變?yōu)檩敵龅牡退俎D(zhuǎn)動。 空間齒輪機構(gòu) 主要的控制信號： 步進脈沖信號 CP ：這是最重要的一路信號，控制卡發(fā)出此信號用來控制步進電機旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動器每接受一個脈沖信號 CP，就驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)一個步距角， CP的頻率和步進電機的轉(zhuǎn)速成正比， CP的脈沖個數(shù)決定了步進電機旋轉(zhuǎn)的角度。這樣，控制系統(tǒng)通過脈沖信號CP就可以達到控制電機位置和速度的目的。 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地 步進電機控制系統(tǒng) 方向電平信號 DIR ：控制卡發(fā)出此信號用來控制電機的旋轉(zhuǎn)方向。比如說，此信號為高電平時電機為順時針旋轉(zhuǎn)，此信號為低電平時電機則為反方向逆時針旋轉(zhuǎn)。 使能信號 EN ：此信號在不連接時默認為有效狀態(tài)，這時驅(qū)動器正常工作。當此信號回路導通時，驅(qū)動器停止工作，此信號為選用信號。 交流伺服控制系統(tǒng) 關(guān)節(jié)機器人通常是由一系列連桿和相應的運動副組合而成的空間開式鏈。因此，機器人運動學描述的第一步，自然是描述這些連桿之間以及它們和操作對象 (工件或工具 )之間的相對運動關(guān)系。假定這些連桿和運動副都是剛性的，描述剛體的位置和姿態(tài) (簡稱位姿 )的方法是這樣的：首先規(guī)定一個直角坐標系，相對于該坐標系，點的位置可以用 3維列向量表示；剛體的方位可用 3 3的旋轉(zhuǎn)矩陣來表示，而 4 4的齊次變換矩陣則可將剛體位置和姿態(tài) (位姿 )的描述統(tǒng)一起來。 機器人坐標系 機器人的每個關(guān)節(jié)坐標系的建立可參照以下的三原則： Z軸沿著第 n個關(guān)節(jié)的運動軸； X軸垂直于 Z軸并指向離開 Z軸的方向； Y軸的方向按右手定則確定。 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地 兩個參數(shù)來描述一個連桿，即公共法線距離 和垂直于 所在平面內(nèi)兩軸的夾角 ； 另外兩個參數(shù)來表示相鄰兩桿的關(guān)系，即兩連桿的相對位置 和兩連桿法線的夾角 。 ia iai?idi?連桿長度： 為連桿扭角： 兩連桿距離： 兩連桿夾角： iai?idi?機器人坐標系 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地 機器人坐標系 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地 我們可以把齊次變換矩陣定義為這樣一個 4*4矩陣，該矩陣能把矢量從一個坐標系通過同時旋轉(zhuǎn)和平移變換到另一個坐標系，這種矩陣的一種特殊形式，稱為 DenavitHartenberg（ DH）矩陣的變換矩陣，可用于建立與機器人機械手每個連桿相連的參考系之間的相互關(guān)系。 DH變換 機器人運動學只涉及到物體的運動規(guī)律，不考慮產(chǎn)生運動的力和力矩。機器人正運動學所研究的內(nèi)容是：給定機器人各關(guān)節(jié)的角度或位移，求解計算機器人末端執(zhí)行器相對于參考坐標系的位置和姿態(tài)問題。各連桿變換矩陣相乘，可得到機器人末端執(zhí)行器的位姿方程（正運動學方程）為 ： 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地 我們可以把齊次變換矩陣定義為這樣一個 4*4矩陣，該矩陣能把矢量從一個坐標系通過同時旋轉(zhuǎn)和平移變換到另一個坐標系，這種矩陣的一種特殊形式，稱為 DenavitHartenberg（ DH）矩陣的變換矩陣，可用于建立與機器人機械手每個連桿相連的參考系之間的相互關(guān)系。 DH變換 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地 桿件 變量為轉(zhuǎn)角 θ n 偏距 dn(mm) 扭角 α n 桿長 an(mm) 1 θ 1(0) 200 90176。 0 2 θ 2(90176。 ) 0 0 197 3 θ 3(0) 0 90176。 90 4 θ 4(0) 83 90176。 0 5 θ 5(0) 0 90176。 0 6 θ 6(0) 82 0 0 0A1， 1A2， 2A3， 3A4， 4A5， 5A6 ？ DH變換 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地 歐拉變換解 65544332211060 AAAAAAT ?大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地 正運動學參數(shù) 機器人的運動學反解存在的區(qū)域稱為機器人的工作空間，求解機器人逆解的目的也在于要求出機器人的工作空間。 工作空間是操作臂的末端能夠到達的空間范圍，即末端能夠到達的目標點集合。值得指出的是，工作空間應該嚴格地區(qū)分為兩類： 靈活（工作）空間 指機器人手爪能夠以任意方位到達的目標點集合。因此，在靈活空間的每個點上，手爪的指向可任意規(guī)定。 可達（工作）空間 指機器人手爪至少在一個方位上能夠到達的目標點集合。 機器人操作臂運動學反解的數(shù)目決定于關(guān)節(jié)數(shù)目和連桿參數(shù)和關(guān)節(jié)變量的活動范圍。 在解運動學方程時，碰到的另一問題是解不唯一（稱為多重解）。在工作空間中任何點，機械手能以任意方位到達，并且有兩種可能的形位，即運動學方程可能有兩組解。 求解機器人求解的變量為 。 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地 654321 ,, ??????運動學反解 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地 Ax =((C1*C2*C3C1*S2*S3)*C4+S1*S4)*S5+(C1*C2*S3C1*S2*C3)*C5 Ay =((S1*C2*C3S1*S2*S3)*C4C1*S4)*S5+(S1*C2*S3S1*S2*C3)*C5 Az =(S2*C3C2*S3)*C4*S5+(S2*S3C2*C3)*C5 Px =(((C1*C2*C3C1*S2*S3)*C4+S1*S4)*S5+(C1*C2*S3C1*S2*C3)*C5)*d6+(C1*C2*S3C1*S2*C3)*d4+C1*C2*a3*C3C1*S2*a3*S3+C1*a2*C2 Py =(((S1*C2*C3S1*S2*S3)*C4C1*S4)*S5+(S1*C2*S3S1*S2*C3)*C5)*d6+(S1*C2*S3S1*S2*C3)*d4+S1*C2*a3*C3S1*S2*a3*S3+S1*a2*C2 Pz =((S2*C3C2*S3)*C4*S5+(S2*S3C2*C3)*C5)*d6+(S2*S3C2*C3)*d4S2*a3*C3C2*a3*S3a2*S2+d1 運動學反解 233223 CSCSS ?? 323223 SSCCC ??, )( 2223323416 cacasdcaxdp x ??????)( 2223323416 cacasdsaydp y ??????1222332346 dsasacdazdp z ??????運動學反解 )]/()[( 6611 axdpaydpa r c tg xy ??????? ??) ] }()()[(/)]()(){ [ (33341233342/1212123334133342/1212112sacdpacasdppacasdpsacdppa r c t gzyxzyx??????????????????? ??)}/(])({[2 32/122324413 aNNadda r c t g ?????? ??) ] }(/[)]({[ 232312311114 sazcsayccaxcaysaxa r c t g ??????????? ??)}(/)]()({[2323123141423141423142315cazssayscaxscccsaysscccaxcsaza r c t g?????????????? ??) ] }()([/)]()({[41423141423142341423141423142316ccscsoycssccoxssozccscsnycsscxssnza r c t g??????????????? ??運動學反解 “抓取 裝配”過程 歐拉變換解 1 2 3 4 5 6 7 8