新会区路灯维修车出租,   新会区路灯安装车出租,   新会区路灯车出租      多自由度机械臂的运动学分析        1运动学分析基础理论    机械臂运动学研究的是机械臂各个连杆间的位移关系、速度关系、加速度关系等，包括正向运动学分析和逆向运动学分析，机械臂实际上可以看作是开式运动链，该运动链是由一系列活动连杆通过移动关节或者转动关节通过串联的方式连接而成。该运动链的一端是连接在基座上的，另一端是末端执行装置，是自由的，可以完成想要的运动结果，完成各种作业工况。运动链的关节处由马达驱动，如液压马达、气动马达等,关节的相对运动会带动相应的连杆的运动，是末端执行装置到达所规划的位姿。通过各个关节的位姿，可以正向求得执行装置的位姿；同样，也可以先指定执行装置所要的位姿，反求每个关节的位姿；这两种情况，在实际运用中，都是较为常见的工况。在轨迹规划的时候，我们最为关心的机械臂末端执行装置相对于固定参考坐标系的空间物理描述。多自由度机械臂是具有多个关节的空间机构，为了记录终端机械手的在空间的位置和姿态，可以在每个关节上建立一个合理的坐标系，可以使用坐标系间的各种关系来描述终端执行装置的位姿。建立坐标系有多种方法，经常使用的有常用的有D-H法(四参数法)和五参数法及矩阵变换法等；D-H法使用的相对较多一些，在1955年由Denavit和Hartenberg两位学者提出的一种组建相对位姿的矩阵方法，它是一种对操作臂的关节和连杆进行表示的较为简便的方法，可以用于任何操作臂的构型，并且不用考虑机械臂的构造和所要达到的轨迹有多么的复杂，它用齐次变换矩阵描述各个连杆相对于固定参考系的关系，能够为机械臂的每个关节建立局部坐标系，虽然建立起来比较复杂，但是对于机械臂终端的定位比较准确。这些机械臂都是用一些连接杆和关节组成，有转动关节和滑动关节等，它们放置的顺序也是任意的，长度也是可长可短的，甚至是可弯曲的，因此它能够表示任何一个想要的机械臂，这就给建模和表示机械臂的工况带来了很大的方便。它是用一个4×4的齐次变换矩阵规定每个相邻构件的空间位置关系，进而推导出末端执行装置与相对参考系的等价齐次变换矩阵，进而建立起机械臂的运动方程。

      新会区路灯维修车出租,   新会区路灯安装车出租,   新会区路灯车出租  http://www.diaochegongsi.com/

          2运动学方程相关参数以及坐标系能够使运动学方程得到清晰完整的描述，其相关的参数和坐标系必须明确规定。为了描述机械臂的各个构件间、末端执行装置与工作的环境之间的关系，可以把连杆作为刚体来研究。空间点可以用三个坐标来表示：P=Pxi+Pyj+Pzk(4.1)（PxPyPz）表示空间点的坐标，可以在P中加一个比例因子w，那么该点的坐标可以表示为：P=wzyx，其中w的取值是任意的，随着w的改变，向量的大小也相应的发生改变，这种变化与计算机图学中缩放图片的模式是相似的，如果w>1,向量的分量就会发生变大；相反，如果w<1，向量的分量将变小,这样的方法也可应用在计算机图学中更改画面与图形的大小。如果w=0那么向量P的长度是无穷大的，方向为向量P所表示的方向。因此，w=0可以用来表示方向向量，长度的大小可以不予考虑。连杆的功能是保持其两端的关节的轴线有一定的几何关系，其特征也是之间的两条轴线定义的，连杆i-1是两端的关节轴线i-1和i的公法线的长度与其夹角所定义的，其公法线长度表示为ai-1，为连杆的长度，夹角的大小用字母αi-1表示，为连杆的扭角。αi-1的方向由轴线i-1以公垂线与其轴线的交点为中心，绕着公垂线转到相邻的轴线i,并且规定i-1与i平行时，αi-1=0；当两个轴线相交时，αi-1指向不定，并且ai-1=0。连杆i-1的特点由连杆的为ai-1和扭角αi-1可以完全定义，并且公法线与扭角可以用来定义任意两条空间直线位置。关节i连接着两个连杆i与i-1，杆i长度为ai-1是相邻连杆间的最短距离，两个相邻连杆间的距离夹角为i，并且规定i的值可正可负，但是ai-1恒为正值。坐标系的建立，这这个坐标系可以确定机械臂的位姿，其中，n关节的机械臂需要建立n+1个坐标系，基座坐标系o0x0y0z0,与连杆i相连接的坐标系为o1x1y1z1。zi-1轴是与i-1共线，它是关节i的运动轴，方向可以任意；xi轴也就是两轴的公垂线，即垂直于zi-1轴zi轴，并且指向zi-1轴,并且规定，ai-1=0时，xi-1=±zi×zi-1；yi轴按右手坐标系的法则建立；0号坐标系在基座上的方向与位置可以任选，按照该规则，关节是转动关节，那么θ是变量；若关节是移动关节，那么d是变量。关于几何参数的定义，根据相应的坐标系如下所示：αi-1由zi-1轴到zi轴围绕xi-1轴旋转的角度；ai-1的定义为从zi-1轴到zi轴的最短距离；38θi从xi-1轴向xi轴的关节角；di由xi-1轴到xi轴沿着zi轴距离。

         3运动学方程连杆变换是i坐标系相对于i-1坐标系的变换i1iT，i1iT与连杆的四个参数有关，连杆的变换可以看作为四个基本的子变换问题，并且每个变换只取决于四个参数中的一个参数。在直角坐标系中，使用齐次矩阵来描述沿着x轴、y轴、z轴的平移和绕x轴、y轴、z轴的转动的变,下面为变换矩阵。坐标系{i}相对于{i-1}的变换iT可以看作是下面四个子变换的相乘.   以上这些变换是相对于动坐标系描述的，将六个变换矩阵按“从左到右”的顺序相乘。1iT=Rot(X,αi-1)Trans(X，αi-1)Rot(Z,θi)Trans(Z,di).  得到变换矩阵.   末端执行装置的变换矩阵为Tn0=T01T12···Tnn1,它是各个关节变量的函数表示末端执行装置相对于基座坐标系的定义，并且Tn0可以表示为Tn0=就是运动学方程，表示末端执行装置与关节变量之间的关系。

         新会区路灯维修车出租,   新会区路灯安装车出租,   新会区路灯车出租