机器人导论考试重点总结

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1、旋转矩阵的几何意义:1)可以表示固定于刚体上的坐标系{B}对参考坐标系的姿态矩阵.2)可作为坐标变换矩阵.它使得坐标系{B}中的点的坐标变换成{A}中点的坐标.3)可作为算子,将{B}中的矢量或物体变换到{A}中.连续绕固定坐标系旋转→连续左乘，，，相对于运动坐标系的变换，变换矩阵连续右乘建立连杆坐标系的步骤：确定关节轴，并画出轴的延长线。找出关节轴i和i+1的公垂线或交点，作为坐标系i的原点。规定Zi的指向是沿着第i个关节轴。规定Xi轴得指向是沿着轴i和i+1的公垂线的方向，如果关节轴i和i+1相交，则Xi轴垂直于关节轴i和

2、i+1所在的平面。Yi轴的方向由右手定则确定。当第一个关节变量为0时，规定坐标系{0}和{1}重合，对于坐标系{N}，尽量选择坐标系使得连杆参数为0.动力学的正逆问题：正问题是已知机器人各关节的作用力或力矩，求机器人各关节的位移、速度和加速度（即运动轨迹），主要用于机器人的仿真；逆问题是已知机器人各关节的位移、速度和加速度，求解所需要的关节作用力或力矩，是实时控制的需要设二杆机器人臂杆长度分别为，质量分别集中在端点为，坐标系选取如图。M2：轨迹规划(Handtrajectoryplanning)，为了实现每一个动作，需要对手部

3、的运动轨迹进行必要的规定。动作规划(MotionP1anning)，把实现每一个子任务的过程分解为一系列具体的动作。如果规定一个机器人从A点经过B点运动到C点而不强调时间的概念，那么这一过程中的位形序列就构成了一条路径。如果我们强调到达其中任意一点的时间，那么这就是一条轨迹。我们可以看出轨迹和路径的区别就在于轨迹依赖速度和加速度已知SCARA机器人的一个关节在5秒之内从初始角30度运动到终端角75度，使用三次多项式计算在第1，2，3，4秒时关节的角度。（假设在开始和终止的瞬间关节的速度是0)解：由题意可得到设机械手的某个关节的

4、起始关节角θ0＝150，并且机械手原来是静止的。要求在3秒钟内平滑地运动到θf=750时停下来(即要求在终端时速度为零)。规划出满足上述条件的平滑运动的轨迹，并画出关节角位置、角速度及角加速度随时间变化的曲线。解：根据所给约束条件，直接代入式(4-4)，可得：a0=15，a1=0，a2=20，a3=-4.44所求关节角的位置函数为：对上式求导，可以得到角速度和角加速度根据式(4-5)～(4-7)可画出它们随时间的变化曲线如下图所示。由图看出，速度曲线为一抛物线，加速度则为一直线。雅克比矩阵的意义由式3.6可以看到，雅克比矩阵将

5、单个关节的微分运动或速度转换为感兴趣点的微分运动或速度，也可以将单个关节的运动与整个机构的运动联系起来。1.SCARA机器人坐标系建立原则根据D-H坐标系建立方法，SCARA机器人的每个关节坐标系的建立可参照以下的三原则(1)轴沿着第n个关节的运动轴;基坐标系的选择为:当第一关节变量为零时，零坐标系与一坐标系重合。(2)轴垂直于轴并指向离开轴的方向。(3)轴的方向按右手定则确定。