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机器人动力学课件,研究机器人的运动特性与力的关系,机器人刚体动力学,机械手动力学方程,机械手动力学方程实例
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1
机器人运动学小结
前面讨论机器人的运动学问题,包括机器人运动方
程的表示、求解与实例,以及机器人的雅可比短阵分析
和计算等,这些内容是研究机器人动力学和控制的重要
基础。
对于机器人运动方程的表示,首先用变换矩阵表示
机械手的运动方向,用转角 ( 即欧拉角 ) 变换序列表示
运动姿态,或用横滚、俯仰和偏转角表示运动姿态。
一旦机械手的运动姿态由某个姿态变换矩阵确定
之后,它在基系中的位置就能够由左乘一个对应于矢量
P 的平移变换来确定。这一平移变换,可由笛卡儿坐标、
柱面坐标或球面坐标来表示。
对于机器人运动方程的求解,分别讨论了欧拉变
换解,滚—仰—偏变换解和球面变换解,得出各关节位
置的求解公式。
2
•
本章举例介绍了 PUMA 560 机器人运动方程的表
示 ( 分析 ) 和求解 ( 综合 )
•
根据运动学的方程式,结合 PUMA 560 机器人的实际连
扦参数,可求得各连杆的变换矩阵和机械手的变换矩阵。
然后,根据位姿和机械手连杆参数,就可逐一求得关节变
量,即求得 PUMA 560 机器人运动方程的解。
•
最后介绍了机器人位置和姿态的微小变化问题。首先
讨论了机器人的微分运动 ( 包括微分平移和微分旋转运
动 ) ,得到刚体 ( 或坐标系 ) 的微分运动矢量。接着讨论
了机器人微分运动的等价变换问题,为机器人雅可比矩阵
的求导打下基础。
•
此外,还分析了等价变换式中的微分关系。并以 V—
80 机器人和 PUMA 560 机器人为例,说明了具体机器人
的微分运动和雅可比矩阵的求导方法。
3
机器人动力学
Dynamics of Robotics
研究机器人的运动特性与力的关系。
有两类问题:
动力学正问题:已知机械手各关节的作用力或
力矩,求各关节的位移、速度、加速度、运动
轨迹;
动力学逆问题:已知机械手的运动轨迹,即各
关节的位移、速度和加速度,求各关节的驱动
力和力矩。
4
机器人动力学
Dynamics of Robotics
4.1 机器人刚体动力学
( 复习加深理论力学内容 )
4.2 机械手动力学方程
(Lagrange 法 )
4.3 机械手动力学方程实例
( 二杆、三杆机械手 )
4.4 机器人的动态特性
4.5 机械手的稳态负荷
5
Robotics 动力学
4.1 机器人刚体动力学
4.1.0 动力学基本定理
绝对运动:相对于定坐标系的运动
相对运动:相对于动坐标系的运动
牵连运动:动坐标相对于定坐标运动
绝对运动方程:在定坐标系中的运动方程
相对运动方程:在动坐标系中的运动方程
牵连运动方程:动坐标系在定坐标系中的运动方程
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