三维空间的刚体运动点与坐标系旋转矩阵旋转向量和欧拉角四元数 点与坐标系2D的情况:用两个坐标加旋转角表达3D的情况:?在描述3D的情况前,可以先描述一些基本概念:坐标系、点、向量、向量的坐标 坐标系(参考系)任何运动都是相对的,需要一个参考系。只能说哪个东西在某个参考系下看起来是怎样的运动、它位于什么位置等等。参考系一般是由三个轴组成的迁移空间的一个基,基向量,正常情况下这三个基向量都是彼此正交的
本篇文章主要与大家分享一下如何使用MATLAB中的机器人工具箱建立机器人模型(机械臂),文章内容处于更新和补充中,(我同时安装了机器人工具箱9.10版本和10.4版本) 一、先来看一下本文要介绍的例子 1、本文以如下的比较简单的三轴机械臂模型为例(三轴的明白了,其他的也就会了),如下图所示该模型具有三个转动关节 2、利用机器人学中的相关知识,使用改进型DH法建立连杆坐标系如下: 3、根
本篇文章主要与大家分享一下如何使用matlab进行二维和三维空间的位姿描述及坐标系的变换,文章内容处于更新和补充中,(我同时安装了机器人工具箱9.10版本和10.4版本,因此文章也介绍了两种版本工具箱下的用法) 一、 1、二维空间的位姿描述 (1)在二维空间下对进行坐标系的平移和旋转可以使用se2函数(在9.10版本工具箱中用se2函数,10.4版本为SE2函数),我们在ma
内容列表 开篇 简介 溯源 阻抗和导纳 姿态变换 其他 参考链接 开篇 Hello小伙伴们大家好,今天来聊一聊机器人柔顺控制以及其中的姿态变换相关的内容。 关于柔顺控制这个名词相比研究机器人的都不陌生,那到底柔顺控制在描述一个什么事呢? 我们知道,在工业机器人运动过程中,我们会对其进行轨迹规划,然后使用控制算法,比如pid等对其进行控制,让机器人实现跟踪期望轨迹的功能。但是当我们讨论协
简介 相信很多搞机械臂的人都用过UR这款机械臂,目前主流的正逆运动学是C++版本的,我早期写过一个Python版本的,今天也贡献出来给大家,需要的可以直接获取,想自己优化代码的也可以自己优化,有问题的欢迎关注发私信或者关注微信公众号,我会进行解释。感谢大家的支持。 代码如下 #!/usr/bin/python """ author:yuexiaoshu time:20180812 version:
一、 概述 RHex 是一种动力自主、不受束缚、柔顺腿结构的六足机器人,该项目于 1998 年由 DARPA CBS/CBBS 计划开始启动,第一个原型由 Uluc Saranli 于 1999 年建造,随后对平台设计和算法进行了多次修改和改进,不同迭代的机器人种类如图1所示。 图1 RHex的迭代 RHex在模拟实践中可实现的功能如图2,在项目结束后,最终迭代的RHex机器人达到的能力包括
文章目录 一、前言 1、描述两个坐标系的变换关系需要6个参数(3个表示位置变换,3个表示姿态变换),为什么DH参数只需4个?2、利用DH参数建模时,各个连杆坐标系的建立是唯一的吗?3、DH参数表是唯一的吗?4、标准DH参数与修正DH参数有何异同? 二、标准DH参数 1、DH四个参数的定义2、DH连杆坐标系的约定3、根据DH连杆坐标系约定,建立各个连杆坐标系4、根据DH四个参数的定义,创建DH参数表
文章目录 一、推导步骤 1、方法1 2、方法2 二、实例(以SCARA机器人逆解为例) 在推导机器人运动学逆解的解析解时,经常会遇到以下三角方程: 求解以上三角方程的解析解对运动学逆解的推导过程至关重要。下面采用两种方法进行推导。 一、推导步骤 1、方法1 式(1)联立以下三角恒等式: 利用MATLAB解符号方程组(1)(2),代码如下: clc; clear; s
文章目录一、采用 atan2(y,x)的三点优势二、参考文献/资料 二、参考文献/资料 机器人动力学与控制 霍伟
一、概述 在足式机器人运动过程中,足部与地面接触和离开接触时,执行器在站立时传递较高的力,在步态转换过程中还会受到冲击载荷的作用,这对执行器的性能规格和机械特性提出了较高的要求。执行器基本的设计要求是最大限度地提高扭矩、带宽和功率,同时最大限度地减少摩擦、惯性和质量的能量损失。 生物肌肉被认为是理想的执行器——能够以紧凑的外形尺寸实现合规且高功率的操作。肌肉力-位移模型是以肌动蛋白-肌球蛋白纤维重
在自然界中,奔跑速度是捕食者和猎物生存的关键因素,许多动物已经进化为跑得非常快的物种。在奔跑中,需要承受较高的地面反作用力和实现肢体的快速摆动轮换。 本文从自然界的生物运动特点入手,介绍一种机器人腿部设计方法。 一、腿部设计问题和常用方法 1.1 腿部设计存在的问题 与静态平衡相比,足式机器人的动态运动会引起更高的地面反作用力。 在运动中,每条腿与地面接触的时长占整个步态总时长的比值称为运动的占空
文章目录 一、绘制scara机器人工作空间 二、MATLAB代码 一、绘制scara机器人工作空间 如上图,scara机器人大臂长 L 1 ,小臂长 L 2 , θ 1 为关节1角度, θ 2 为关节2角度,且 θ 1 ∈ [ θ L 1 , θ U 1 ] , θ 2 ∈ [ θ L 2 , θ U 2 ] scara机器人工作空间由四段圆弧组成(如上图),圆弧方程如下: 其中,左手
文章目录一、scara机器人雅克比矩阵1、雅克比矩阵推导2、机器人末端速度与关节速度、末端加速度与关节加速度之间相互转换(1)、已知关节速度,计算末端速度(2)、已知关节加速度,计算末端加速度(3)、已知末端速度,计算关节速度(4)、已知末端加速度,计算关节加速度二、雅克比矩阵验证1、点到点运动2、直线运动三、MATLAB代码一、scara机器人雅克比矩阵1、雅克比矩阵推导 scara机器人的运
文章目录一、scara机器人运动学正解二、scara机器人运动学逆解1、正装scara机器人运动学逆解2、吊装scara机器人运动学逆解3、几个值得思考的问题(1)、手系handcoor的确定(2)、标志位flagJ1与flagJ2的确定(3)、选取最短关节路径逆解三、正逆解正确性验证1、单点验证2、直线验证四、MATLAB代码一、scara机器人运动学正解 末端 B 的 x 坐标为向量 O A
机械臂 机械臂的位置控制 力/位置混合控制 阻抗控制 混合阻抗 混合阻抗实例分析 机械臂的位置控制 在这里插入图片描述 力/位置混合控制 阻抗控制 混合阻抗 在这里插入图片描述 混合阻抗实例分析 [1]: 周诚. 空间七自由度冗余机械臂动力学建模与控制研究[D].哈尔滨工业大学,2014[2]: Zhou C, et al. Hybrid task priority-based m
自由度的定义为:描述空间运动的刚体所需要的独立变量的个数(最大为6)。由于有时机械臂的轴的数量与自由度之间的关系较为模糊,故在下面稍做说明。机构学是机械工程学的基础,它包括机构运动分析(analysis of mechanisms)和机构综合(synthesis of mechanisms)。在构成机构的要素中,不存在相对运动的部分称为构件(link),两个以上构件相互约束且能够相对运动时,就形成
A刚性机械臂 机械臂建模是机械臂控制的基础,控制效果的好坏很大程度上决定于所建立的动力学模型的准确性。目前对刚性机械臂的动力学建模方法较多,理论较为成熟。而对于柔性空间机械臂的精确建模尚处在研究阶段。 表格1 刚体动力学建模原理 不同的建模原理可以得到机械臂不同的动力学表达式,有些算法可以求解出机械臂的正向和逆向问题,而有些算法只能求解出正向或者逆向问题。衡量一个动力学模型和软件的指
文章目录 可视化工具 运动学 方向余弦 雅可比矩阵 小车+机械臂 二连杆逆运动学 奇异性 可操作性 静力学 动力学 拉格朗日运动学方程 牛顿欧拉法动力学方程 验证 控制 位置控制 混合控制 阻抗控制 本篇博客主要是从机器人学入门出发,以二连杆系统为例,对机器人动力学,静力学和控制进行说明。既是复习也算是科普。这里主要参考了一本书「入門ロボット工学」
Matlab robotics toolbox是matlab 中关于机器人建模、规划、正向/逆向运动学,正向/逆向动力学的一款仿真软件。其系统地继承了机器人学的大部分内容,助力大家在机器人的学习和开发。 关于其版本,目前用的比较多的是6.5 和9.10 ,也有最新的版本,但是基本上都是基于后者进一步更新。大家学习工具箱首先要深刻体会工具箱中的函数,机械臂的建模和运动学等的研究都是基于工具箱的函数进
旋转矩阵对于坐标系的描述是冗余的。旋转矩阵用了9个元素来描述姿态,而事实上,由正交性条件带来6个约束,这9个元素之间不是独立的,而是相关的。这就意味着,只要三个参数就能描述一个刚体在空间中的姿态。(1)X-Y-Z固定角坐标系 先将{B}绕{A}的X轴旋转γ ,然后绕{A}的Y轴旋转β,最后绕{A}的Z轴旋转α,每个旋转都是绕着固定参考坐标系{A}的轴。 当已知一个旋转矩阵,可以通过以下计算
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