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機器人運動學分析機器人運動學分析1主要內容運動學分析的數學基礎1運動學方程的建立、求解與分析2雅克比矩陣3碼垛機器人運動學分析4主要內容運動學分析的數學基礎1運動學方程的建立、求解與2在空間建立直角坐標系作為參考系坐標系中存在任意一點P，在P點建立了固聯坐標系則該坐標系的坐標原點P就可在直角參考坐標系中可用齊次坐標表示為：圖1坐標系位姿表示，直角在空間建立直角坐標系作為參考系坐標系中存在任意一點P，在P點3物體的姿態可用與其固接坐標系的三個坐標軸在參考坐標系中的方向余弦矩陣表示。令n、o、a分別為、、坐標軸的單位矢量，各單位方向矢量在靜系上的分量為動系各坐標軸的方向余弦，以齊次坐標形式分別表示為：物體的姿態可用與其固接坐標系的三個坐標軸、、坐4在確定了空間物體的位置自由度和姿態自由度后，即可用上述的位置矢量和旋轉矩陣來描述空間物體的位姿，這樣物體的位姿可以由坐標系T來表示：在確定了空間物體的位置自由度和姿態自由度后，即可用上5二、運動學方程、求解與分析運動學方程：描述機器人各連桿之間、機器人和末端執行器的關系。由己知桿體幾何參數和關節位移矢量，求機器人末端執行器相對于參考坐標系的位置和姿態。2.1運動學方程機器人及其坐標系如圖1、2所示，D-H參數表見表1。二、運動學方程、求解與分析運動學方程：描述機器6運動學分析ppt課件7運動學分析ppt課件8機器人需要跨過的障礙的目標矩陣為：

機器人需要跨過的障礙的目標矩陣為：9三、雅可比矩陣

研究機器人的運動學的目的是為了更好地控制機器人，而機器人控制中有時僅僅控制機器人的位置是不夠的，還需要很好地控制機器人的速度。因此研究機器人的速度（一階運動學）問題十分有意義。一階運動學分析的核心是建立速度雅可比（Jacobian）矩陣。雅克比矩陣建立了機械手笛卡爾空間運動速度與關節空間運動速度之間的變換關系。三、雅可比矩陣10該矩陣建立了關節空間向操作空間運動速度的廣義傳動比，為下一步機器人路徑規劃和控制策略提供了依據。雅克比矩陣一般形式該矩陣建立了關節空間向操作空間運動速度的廣義傳動比11

一般的，利用連桿坐標系到機器人末端坐標系的變換矩陣，分別求取各關節坐標的微分運動量與機器人末端坐標系之間的廣義位置矢量的微分運動量之間的關系，可以得到雅克比矩陣的各個列矢量。因此，實現機器人末端在笛卡爾空間的速度控制。雅克比矩陣的求解雅克比矩陣的求解12四、機器人運動學分析01

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