高等机构学第三章空间连杆机构运动分析的短阵方法·机器人的控制与编程根据外界环境确定任务组织级计算目标任务在笛卡尔空间的位姿八确定运动轨迹（点动或轨迹）外部反馈转换为关节空间角度协调级转化为电机的给定值儿内部反馈电机的伺服控制执行A级任务执行武汉理工大学Wuhan Universityof Technology
Wuhan University of Technology 武汉理工大学 高等机构学 第三章空间连杆机构运动分析的矩阵方法 • 机器人的控制与编程 根据外界环境确定任务 确定运动轨迹（点动或轨迹） 转换为关节空间角度 转化为电机的给定值 电机的伺服控制 计算目标任务在笛卡尔空间的位姿 任务执行 内 部 反 馈 外 部 反 馈 组 织 级 协 调 级 执 行 级
高等机构学第三章空间连杆机构运动分析的短阵方法9.1.1机器人基础知识·坐标与其齐次变换1.两坐标之间的旋转变换如图所示两个坐标系：A={vpn,u,v} 和 B[x,y',z")矩阵Q：AB的旋转矩阵。PA =[x,y,z]：点P在坐标系A中的矢量表示;P=[s,n,s]}"：点P在坐标系B中的矢量表示AVX则有:PPB = Q· PAuC7vpn武汉理工大学Wuhan Universityof Technology
Wuhan University of Technology 武汉理工大学 高等机构学 第三章空间连杆机构运动分析的矩阵方法 9.1.1 机器人基础知识 • 坐标与其齐次变换 1. 两坐标之间的旋转变换 如图所示两个坐标系：A={vpn,u,v} 和 B{x’,y’,z’} 矩阵Q：A B的旋转矩阵。 ：点P在坐标系A中的矢量表示； ：点P在坐标系B中的矢量表示 则有： (1) T p A = [x,y ,z] T p B = [,,] pB Q pA =
高等机构学第三章空间连杆机构运动分析的短阵方法·原点移动的坐标变换如图所示：PB。：坐标系(A}下OB点的位置矢量;Bp ：坐标系(B)下任一点p的位置矢量;p：坐标系(A}下p点的位置矢量。则有：+(2)B)(2)式在坐标系(A)中表达式 ：4(A)("p)A =(pB.)^ +(Bp)A(3)0:YBP04XByA(4)+QA'px武汉理工大学Wuhan Universityof Technology
Wuhan University of Technology 武汉理工大学 高等机构学 第三章空间连杆机构运动分析的矩阵方法 • 原点移动的坐标变换 如图所示： ：坐标系{A}下 点的位置矢量； ：坐标系{B}下任一点p的位置矢量； ：坐标系{A}下p点的位置矢量。 则有： (2) (2)式在坐标系{A}中表达式： (3) (4) B o A p o B p B p A p p p B B A A o = + A B B A A A A p p p o ( ) =( ) +( ) p p Q p B A B A A o = +
高等机构学第三章空间连杆机构运动分折的雉阵方法齐次坐标一般的坐标变换包含非齐次项，如式（2）所示：("p)A =("p, )A +(Bp)A（"p，）是与p无关的，通过引入其次坐标，这样的变换仍然可以用齐次坐标的形式表示。p的齐次坐标形式：PMpm1B则（2）式的齐次坐标形式为：4(A)O1VBpA=T·B其中：TPi0, 1XB0AX武汉理工大学WuhanUniversityof Technology
Wuhan University of Technology 武汉理工大学 高等机构学 第三章空间连杆机构运动分析的矩阵方法 齐次坐标 一般的坐标变换包含非齐次项，如式（2）所示： 是与p无关的，通过引入其次坐标，这样的变换仍然可 以用齐次坐标的形式表示。 p 的齐次坐标形式： 则（2）式的齐次坐标形式为： 其中： A B B A A A A p p p o ( ) =( ) +( ) B A A o ( p ) = 1 ' M M p p B A p A T p ' ' = = 0,1 Bo A A A Q p T
高等机构学第三章空间连杆机构运动分析的短阵方法本节主要内容9.2.1.机器人与机械臂运动学基本问题9.2.2.机器人与机械臂的位置和姿态9.2.3.齐次变换及其运算9.2.4.机器人与机械臂正向运动学9.2.5.机器人与机械臂逆向运动学武汉理工大学Wuhan Universityof Technology
Wuhan University of Technology 武汉理工大学 高等机构学 第三章空间连杆机构运动分析的矩阵方法 本节主要内容 9.2.1. 机器人与机械臂运动学基本问题 9.2.2. 机器人与机械臂的位置和姿态 9.2.3. 齐次变换及其运算 9.2.4. 机器人与机械臂正向运动学 9.2.5. 机器人与机械臂逆向运动学