第一章 ：概述

1.2 操作臂的力學(xué)與控制

位置和姿態(tài)的描述

• 物體描述：位置和姿態(tài)

操作臂正運(yùn)動(dòng)學(xué)

• 運(yùn)動(dòng)學(xué)：研究運(yùn)動(dòng)，不考慮力
  • 內(nèi)容：研究位置、速度、加速度和位置變量對(duì)于時(shí)間或者其他變量的高階微分。（幾何和時(shí)間特征）
• 組成：連桿和關(guān)節(jié)（轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)：關(guān)節(jié)角；移動(dòng)關(guān)節(jié)：關(guān)節(jié)偏移量）
• 自由度：個(gè)數(shù)是操作臂中具有獨(dú)立位置變量的數(shù)目（對(duì)于典型工業(yè)機(jī)器人，多數(shù)為開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈，每個(gè)關(guān)節(jié)位置都有唯一一個(gè)變量來(lái)定義，因此關(guān)節(jié)數(shù)等于自由度數(shù)目。）
• 末端執(zhí)行器：組成操作臂的運(yùn)動(dòng)鏈的自由端，常采用設(shè)置于末端執(zhí)行器上的工具坐標(biāo)系（相對(duì)于設(shè)置操作臂固定底座的極坐標(biāo)系）來(lái)描述操作臂的位置。
• 正運(yùn)動(dòng)學(xué)：是一個(gè)計(jì)算操作臂末端執(zhí)行器位置和姿態(tài)的靜態(tài)幾何問(wèn)題。（關(guān)節(jié)空間描述到迪卡兒空間描述）

操作臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)

• 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)：給定操作臂末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)，計(jì)算所有可達(dá)給定位置和姿態(tài)的關(guān)節(jié)角。（迪卡兒空間向關(guān)節(jié)空間的映射）
• 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程解的有無(wú)定義了操作臂的工作空間。

速度、靜力、奇異點(diǎn)

• 雅克比矩陣：定義了從關(guān)節(jié)空間速度向迪卡兒空間速度的映射，該映射隨著操作臂位形的變化而變化。在奇異點(diǎn)（局部退化-某些自由度失效），映射不

動(dòng)力學(xué)

• 動(dòng)力學(xué)：主要研究產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)所需要的力，關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的扭曲函數(shù)的形式取決于末端執(zhí)行器路徑的空間形式和瞬時(shí)特性、連桿的質(zhì)量特性和負(fù)載以及關(guān)節(jié)摩擦等因素。（可用于仿真）

軌跡生成

• 一條路徑的描述不僅需要確定期望目標(biāo)點(diǎn)，而且還需要一些中間點(diǎn)或路徑點(diǎn)。

操作臂設(shè)計(jì)與傳感器

專用機(jī)器人、通用機(jī)器人（最小6自由度）

線性位置控制

位置控制系統(tǒng)：首先要考慮自動(dòng)補(bǔ)償由于系統(tǒng)參數(shù)引起的誤差以及抑制引起系統(tǒng)偏離期望軌跡的擾動(dòng)。

力控制

力控制與位置控制互補(bǔ)，一般二者只有一個(gè)是合適的。（混合控制方式：某些方向用位置控制規(guī)律，其余方向通過(guò)力控制規(guī)律。）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的机器人学导论学习笔记No.1-第一章 ：概述的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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