机器人学运动学课件.ppt

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1、第二章机器人运动学(4)上次课内容提要机器人的微分运动机器人的雅可比矩阵(Jacobianmatrix)机器人的雅可比矩阵实例V-80机器人的雅可比矩阵PUMA560机器人的雅可比矩阵第二章机器人运动学机器人的微分运动基坐标系下的微分变换联体坐标系下的微分变换第二章机器人运动学机器人的微分运动微分运动的等价变换：即联体坐标系下的微分变换与基坐标系下的微分变换的关系。第二章机器人运动学机器人的雅可比矩阵雅可比矩阵：机械手的笛卡儿空间运动速度与关节空间运动速度之间的变换称之为雅可比矩阵。关节空间向笛卡儿空间速度的传动比。

2、设x为表示机械手末端位姿的广义位置矢量，q为机械手的关节坐标矢量第二章机器人运动学机器人的雅可比矩阵雅可比矩阵的求取矢量积法第二章机器人运动学x0y0z0zi对于移动关节，有：对于转动关节，有：是在在基坐标系{o}中的表示。基坐标系机器人的雅可比矩阵微分变换法第二章机器人运动学x0y0z0zi对于转动关节，有：工具坐标系对于移动关节，有：计算各个连杆到末端连杆的变换矩阵n-1Tn,n-2Tn,…,0Tn第三章机器人动力学(1)本次课内容提要刚体动力学机械手动力学第三章机器人动力学刚体动力学基础知识拉格朗日(Lagra

3、ngian)函数：L=K-P,K为动能，P为势能系统动力学方程：刚体的动能与位能（平移式运动）第三章机器人动力学M0x1x0kcM1F动能位能耗能功刚体动力学刚体的动能与位能（平移式运动）:当x0=0时，x1为广义坐标：x0和x1为广义坐标：第三章机器人动力学牛顿-欧拉法(Newton-Euler)刚体动力学刚体的动能与位能（旋转式运动）假设连杆质量用等效连杆末端的点质量表示连杆1：连杆2：第三章机器人动力学xy1d1m12d2m2(x1,y1)(x2,y2)刚体动力学刚体的动能与位能（旋转式运动）拉格朗日法求解

4、动力学方程：构造拉格朗日函数L=K-P第三章机器人动力学求取刚体动力学拉格朗日法求解动力学方程（续）第三章机器人动力学力矩惯量向心加速度系数哥氏加速度系数重力刚体动力学拉格朗日法求解动力学方程（续）有效惯量：耦合惯量：向心加速度系数：向心加速度系数：重力项：第三章机器人动力学刚体动力学牛顿-欧拉法求解动力学方程首先求取动能K,位能P,消耗能D,外力作的功W动能K第三章机器人动力学m2xy1d1m12d2(x1,y1)(x2,y2)r2刚体动力学牛顿-欧拉法求解动力学方程(续)动能K位能P系统耗能D外力做的功W第三

5、章机器人动力学m2xy1d1m12d2(x1,y1)(x2,y2)r2刚体动力学牛顿-欧拉法求解动力学方程(续)在不考虑消耗的能量时，即c1=c2=0,则该结果与拉格朗日法的结果相同。动力学求解步骤：求取质点的速度求质点的动能求质点的位能对能量函数求导，获得动力学方程第三章机器人动力学机械手动力学速度的计算第三章机器人动力学x0y0z0THANKYOU