1、3、多步变换的齐次变换矩阵;4、齐次变换的逆变换。,复 习 提 纲第3章机器人运动学,工 业 机 器 人,6/26/2019,重点掌握:二、运动学方程的建立及其求解1、建立坐标系;2、确定参数;3、相邻杆件的位姿矩阵;4、建立运动学方程。5、运动学方程的正解和逆解。1、关节承受的力和力矩与关节驱动力(矩)的关系。2、动力学模型及其各项含义。3、牛顿方程、欧拉方程。4、正向递推步骤及其计算公式。5、反向递推步骤及其计算公式。6、递推的初始条件。,复 习 提 纲第4章机器人动力学,工 业 机 器 人,6/26/2019,重点掌握:1、控制系统的两大功能。2、控制系统的组成及其各个部分的作用。3、示
2、教再现控制过程及示教与记忆的相关知识。4、运动控制的两个步骤。5、轨迹规划及其实现方法:轨迹规划的概念PTP下的轨迹规划步骤CP下的轨迹规划步骤6、关节伺服驱动控制方法。,复 习 提 纲第5章机器人控制系统,工 业 机 器 人,复习提纲完!,6/26/2019,工 业 机 器 人,第1章 绪论,6/26/2019,习题1、国际标准化组织(ISO)对机器人的定义是什么?2、工业机器人是如何定义的?3、按几何结构,机器人可分为那几种?4、机器人的参考坐标系有哪些?5、什么是机器人的自由度和工作空间?,工 业 机 器 人,第2章 机器人系统及设计方法,习题1、机器人系统由哪三部分组成?2、什么是机器
3、人的操作机?分为哪几部分?3、简述机器人手部的作用,其分为哪几类?4、机器人机械夹持式手按手爪的运动方式分为哪两 种?各有何典型机构?5、机器人吸附式手分为哪两种?各有何特点?6、什么是机器人的换接器?有何作用?7、机器人腕部的作用是什么?有哪些典型机构?8、机器人柔顺腕部结构的作用是什么?柔顺装配有 那两种方法?如何实现?9、机器人臂部的作用是什么?实现两种运动方式的 典型机构有哪些?,6/26/2019,工 业 机 器 人,第2章 机器人系统及设计方法,习题10、机器人机座的作用是什么?可分为哪两类?11、机器人的机构简图如何绘制?12、机器人常见的驱动器有哪些?13、机器人电动驱动器有哪
4、几种?14、直接驱动(DD)电机有何特点?有几种类型?15、机器人控制系统的组成包括哪些部分?16、机器人传感器如何分类?方式和种类有哪些?17、机器人最基本的控制方法有哪些?18、机器人轨迹控制的两种方式是什么?19、机器人的现代控制方法有哪些?20、机器人系统设计的基本原则有哪些?21、机器人系统设计分为哪三个阶段?,6/26/2019,工 业 机 器 人,6/26/2019,习题什么是齐次坐标?与直角坐标有何区别?齐次变换矩阵的意义是什么?联合变换与单步变换的关系是什么?已知齐次变换矩阵,如何计算逆变换矩阵?机器人运动学解决什么问题?什么是正问题和逆问题?机器人的坐标系有哪些?如何建立?
5、建立运动学方程需要确定哪些参数?如何辨别关节变 量?第一种和第二种杆件坐标系下,相邻杆件位姿矩阵计 算有何区别?机器人运动学方程的正解和逆解有何特征?各应用在 什么场合?逆解如何计算?,第3章机器人运动学,工 业 机 器 人,习题,第3章机器人运动学,6/26/2019,工 业 机 器 人,习题,400,200,6/26/2019,200,第3章机器人运动学,工 业 机 器 人,6/26/2019,机器人动力学解决什么问题?什么是动力学正问 题和逆问题?什么是牛顿方程?什么是欧拉方程?什么是惯性张量矩阵?如何计算?正向递推的作用是什么?分哪几步实现?反向递推的作用是什么?正向递推和反向递推的初
6、始条件各是什么?当考 虑杆件自重或手部负载为重物时,正向递推初始 条件有何变化?写出机器人动力学模型,并简述各项的含义?,习题,第4章机器人动力学,工 业 机 器 人,400,400,m,6/26/2019,习题,第4章机器人动力学,工 业 机 器 人,6/26/2019,习题1、控制系统的两大功能是什么?2、简述两种控制方式及其技术指标。3、简述控制系统的组成及各个部分的作用。4、示教再现控制如何实现?影响示教和记忆的因素 有哪些?5、运动控制如何实现?可分为哪两步?6、什么是轨迹规划?不同控制方式下各在什么坐标 空间进行?7、点位控制(PTP)下的轨迹规划如何实现?8、连续轨迹控制(CP)
7、下的轨迹规划如何实现?9、关节运动伺服控制方法有哪些?,第5章 机器人控制技术,工 业 机 器 人,习题10、机器人语言有哪些分类?VAL和AUTOPASS语言 各有何特点?,第5章 机器人控制技术,6/26/2019,工 业 机 器 人,6/26/2019,习 题 课,工业机器人习题课,平移的齐次,一、请写出下列变换的齐次变换矩阵:坐标系j与i沿矢量 变换矩阵;,坐标系j与i绕x轴旋转坐标系j与i绕z轴旋转坐标系j与i先沿矢量,的齐次变换矩阵;的齐次变换矩阵;平移,再,绕x轴旋转的齐次变换矩阵。,6/26/2019,工业机器人习题课,平移的齐次,一、解:坐标系j与i沿矢量 变换矩阵:,坐标系
8、j与i绕x轴旋转,的齐次变换矩阵:,6/26/2019,工业机器人习题课,一、解:坐标系j与i绕z轴旋转,的齐次变换矩阵:,平移,再,坐标系j与i先沿矢量绕x轴旋转的齐次变换矩阵:,6/26/2019,工业机器人习题课,二、已知坐标系j是由坐标系经过以下变换得到的:i 坐标系先绕z轴旋转,然后绕x轴旋转,最后沿 坐标系的y轴平移2个单位。要求:1、确定坐标系i到坐标系j的齐次变换矩阵;2、若已知P点在坐标系i中的位置矢量为,则在坐标系j中P点的位置矢量 的各坐标分量分别为多少?,6/26/2019,工业机器人习题课,二、解:1、确定坐标系i到坐标系j的齐次变换矩阵:,6/27/2019,工业机
9、器人习题课,二、解:2、两坐标系关系为:,6/27/2019,工业机器人习题课三、已知三自由度机器人如图所示。若机器人机座高为 800,杆件1、2的长度分别为400、300,试按步骤建 立该机器人手部中心的运动学方程;若关节1、2的 旋转角度分别为、,关节3向下平移的距离为 300,试计算该机器人手部中心的位姿矩阵。,6/27/2019,工业机器人习题课,三、解:1、建立坐标系如图所示:,x0,6/27/2019,z0,x1,x2,x3h,z2,z3h,z1,工业机器人习题课,三、解:2、确定参数和关节变量:,x0,6/27/2019,z0,x1,x3h,z2,x2 z3h,z1,工业机器人习
10、题课,三、解:3、计算相邻杆件的位姿矩阵:4、建立机器人手部中心运动学方程为:若已知,,则有:,6/27/2019,工业机器人习题课,四、已知如图所示机器人的关节速度和加速度分别为,若机器人杆件1、2的长度均为20,试用 牛顿欧拉递推公式计算机器人杆件1、2的角速度、角加速度、线速度和线加速度。,6/27/2019,工业机器人习题课,四、解:2、相邻杆件位姿矩阵为:3、计算速度和加速度:已知:,1关节的速度和加速度 为,则1杆件的速度和加速度为:已知2关节的速度和加速度为,则2杆件的速度 和加速度为:,6/27/2019,工业机器人习题课,mh,五、已知图示机器人手部受到一力矩作用,试用牛顿
11、欧拉公式计算机器人的关节驱动力矩。l1,6/27/2019,l2,d,工业机器人习题课,五、解:1、确定相邻杆件位姿矩阵(1)建立坐标系如图所示:,6/27/2019,工业机器人习题课,五、解:1、确定相邻杆件位姿矩阵(2)确定参数,6/27/2019,工业机器人习题课,五、解:1、确定相邻杆件位姿矩阵(3)位姿矩阵,6/27/2019,工业机器人习题课,五、解:2、已知条件,由题意可知,不需要进行正向递推,只需进行反向 递推即可求解关节驱动力矩。3、反向递推,6/27/2019,工业机器人习题课,六、若要求机器人某关节从静止开始,在2秒钟时 到达处且速度为零,试用三次多项式对其运 动进行规划,并画出位移、速度和加速度随时间变 化的图形。,6/27/2019,工业机器人习题课,六、解:设关节运动的三次多项式为:,已知,,则由约束条件可得:,联立约束方程即可解得:则:,,,6/27/2019,工业机器人习题课,六、解:图形为,6/27/2019,习题课完!,
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