12、机器人运动学、动力学与协作机器人技术解析

机器人运动学、动力学与协作机器人技术解析

1. 机器人运动学与动力学基础

在机器人的研究领域中，运动学和动力学是两个核心的研究方向。运动学主要关注机器人的位置、速度和加速度等运动参数，而动力学则侧重于研究机器人在力和力矩作用下的运动状态。

首先，我们来看看运动学中的一些关键方程。系统（B）的角速度可以通过以下方程表示：
[
{\omega_{B}} {0}={\omega {A}} {0}+[R {B}^{A}]{\omega_{A}^{B}}
]
通过对该方程求导，可以得到系统（B）的绝对角加速度：
[
{\varepsilon_{B}} {0}=\frac{d}{dt}{\omega {B}} {0}=\frac{d}{dt}({\omega {A}} {0}+[R {B}^{A}]{\omega_{A}^{B}})
]
进一步推导可得：
[
{\varepsilon_{B}} {0}={\varepsilon {A}} {0}+[R {B}^{A}]{\varepsilon_{A}^{B}}+[R_{B}^{A}]{\omega_{A}} {0}\times{\omega {A}^{B}}
]
这些方程（31）、（35）、（37）和（39）可用于根据机器人关节的参数及其连接关节的参数来确定机器人关节的运动学特性。

接下来是牛顿 - 欧拉方法，该方法可分为外迭代和内迭代两个步骤：