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機械手運動學方面的研究

發表時間:2015-04-20 18:54 閱讀:
機械手
    機械手運動學研究的是機械手末端執行器相對于參考坐標系的位置、速度、角速度、角加速度等,不考慮引起其運動的驅動力或者力矩。運動學通常分為兩類:一類是給定機器人各關節角度要求計算機器人手爪的位置與姿態問題,稱為正向運動學;另一類是己知機械手爪的位置與姿態求出機械手對應于這個位置與姿態的全部機械手臂關節角,稱為逆向運動學。
    正向運動學問題比較簡單,通過傳遞矩陣就可以求得唯一的解,而逆向運動學求解過程因涉及許多傳遞矩陣以及逆矩陣的運算而非常復雜,而且具有多解性,但是這也是機械手控制的關鍵,因為只有使得各關節運動到指定的位置,末端的執行器才能達到指定的位置和姿態。
    描述機械手的一個連桿與下一個連桿之間相對關系的齊次矩陣記為A。A矩陣描述機械手的連桿坐標系間的相對平移。旋轉的齊次變換 串聯機械手由簡單運動鏈組成,也就是每個桿件最多只和兩個其他桿件相連。這樣,串聯機械手是由中間的桿件是雙運動副桿件構成的運動鏈,兩端的是當運動副。Denavit Hartenberg提出的D-H方法能夠唯一描述機械手運動鏈的結構,也就是相鄰兩運動副之間的相對位置和方向。


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