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原创 【现代机器人学】六、闭链运动学
前面的章节中,介绍了开链机器人的静力学、运动学等内容,这一章将概括闭链机器人的这部分内容,但不做深入研究。,它是一种特殊的闭链机器人,通过一组驱动腿(a set of actuated legs)将移动平台(moving platform)和基座(stationary base)相连。如果我们把它放置在图5这个位置,它就会处于奇异位形,因为如果我们让腿以相同的速度伸长,平台既可以逆时针旋转也可以顺时针旋转。但是闭链机器人分析的一个困难就在于,在所有的奇异点,J都不可逆。的底部关节的向量([s]为参考系);
2026-03-17 17:33:29
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原创 【现代机器人学】五、开链逆运动学
在第四章中,介绍了正运动学(forward kinematics),它的任务是给定关节角度,求解末端位置在某一坐标系下的位形。本章中,我们将研究逆运动学(inverse kinematics),它的任务是给定所需的末端位形,找到实现该位形的关节位置。
2026-03-17 16:26:35
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原创 【现代机器人学】四、速度运动学
(雅可比矩阵),它反映了从关节速度到末端速度的转换关系。比如一个2R arm,它的正运动学方程为将该正运动学方程对时间求导,得到末端速度并命名为,即即,,把和合并写成Jacobian矩阵得到。如果第二个关节的角度是0°,此时和的方向是重合的,末端的线速度只能垂直于特定方向,这样的位形称作奇异位形(singularity)。关节速度通常可以用圆形表示如图1,通过Jacobian矩阵将其映射成椭圆(或椭球)表示末端速度如图2。
2026-03-16 16:51:40
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原创 【现代机器人学】三、开链机器人的正向运动学(Forward Kinematics)
通常,空间坐标系[s]是固定在机器人底部的,物体坐标系[b]是固定在机器人末端的。, find下面推导的求解方法。首先,看一个平面旋转-移动-旋转(Revolute-Prismatic-Revolute,RPR)机械臂(arm),三维向量包含三个关节变量,;表示[b]相对于[s]的位形。设关节变量全为零,即,则机器人处于零位(home position)。把[b]的零位(zero configuration)写成,或者简称M,即矩阵表示了,在零位下,[b]和[s]是相同的姿态;
2026-03-12 17:40:27
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原创 【现代机器人学】二、刚体运动基础(偏矩阵方向)
首先考虑两个坐标系,一个空间坐标系[s](space frame),一个物体坐标系[b](body frame)空间坐标系[s]物体坐标系[b]如果我们以[s]为参考系,写[b]的各坐标轴在[s]下的坐标,我们就得到了[b]相对于[s]的姿态,按列合并成一个矩阵即得到旋转矩阵,旋转矩阵的下标,参考坐标系(the frame of reference)在前,目标坐标系在后;有时这个下标是隐式的,可以省略,写成。
2026-03-11 16:53:45
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原创 【现代机器人学】一、位形空间(Configuration Space)
如何描述一个机器人的位置?位形,Configuration. 它描述了机器人身上所有点的位置。位形空间,C-space,所有位形所在的空间自由度,Degrees of freedom (dof),位形空间的维数例如,一个双关节机器人(two-joint robot)的C-space可以被可视化为一个二维的圆环面。
2026-03-09 17:20:54
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