工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手外文翻譯--機(jī)器人學(xué)入門

1、<p><b>　　中文4760字</b></p><p><b>　　外 文 翻 譯</b></p><p>　　Introduction to Robotics</p><p>　　Mechanics and Control</p><p><b>　　機(jī)器人學(xué)入門</

2、b></p><p><b>　　力學(xué)與控制</b></p><p>　　完成日期 2014 年2 月28日</p><p>　　Introduction to Robotics</p><p>　　Mechanics and Control</p><p><b>　　A

3、bstract</b></p><p>　　This book introduces the science and engineering of mechanical manipulation. This branch of the robot has been in several classical field based. The main related fields such as mec

4、hanics, control theory, computer science. In this book, Chapter 1 through 8 topics ranging from mechanical engineering and mathematics, Chapter 9 through 11 cover control theory of material, and twelfth and 13 may be cla

5、ssified as computer science materials. In addition, this book emphasizes the computational aspects o</p><p>　　The main content</p><p>　　Background</p><p>　　The historical characteri

6、stics of industrial automation is popular during the period of rapid change. Either as a cause or an effect of automation technology, period of this change is closely linked to the world economy. Use of industrial robots

7、, can be identified in a unique device 1960's, with the development of computer aided design (CAD) system and computer aided manufacturing (CAM) system, the latest trends, automated manufacturing process. The technol

8、ogy is the leading industrial automatio</p><p>　　One of the main reason for the growth in the use of industrial robots is that they are falling costs. Fig. 1.3 shows that, in the last century 90's ten ye

9、ars, robot prices dropped although human labor costs. At the same time, the robot is not only cheaper, they become more effective and faster, more accurate, more flexible. If we factor these quality adjusted to the numbe

10、r, the use of robots to decrease the cost of even than their price tag faster. More cost-effective in the robot they become, a</p><p>　　A more challenging field, industrial robots, accounted for 10% unit. Th

11、is book focuses on the dynamics and control of the most important forms of industrial robot, manipulator. What is the industrial robot is sometimes debate. Equipment, as shown in Figure 1.4 is always included, and CNC mi

12、lling machine (NC) is usually not. The difference lies in the programmable complex place if a mechanical device can be programmed to perform a variety of applications, it may be an industrial robot. This is th</p>

13、<p>　　In general, the mechanical and control research of the mechanical hand is not a new science, but a collection of the theme from the "classic" field. Mechanical engineering helps to machine learning

14、methods for static and dynamic conditions. The mathematical description of movement of the tool manipulator space supply and other attributes. Provide design evaluation tool to realize the motion and force the desired al

15、gorithm control theory. Electrical engineering technology applied in the design of</p><p><b>　　Figures：</b></p><p>　　FIGURE 1.1: Shipments of industrial robots in North America in mi

16、llions of US</p><p><b>　　dollars</b></p><p>　　FIGURE 1.2: Yearly installations of multipurpose industrial robots for 1995-2000 and</p><p>　　forecasts for 2001-2004</p

17、><p>　　FIGURE 1.3: Robot prices compared with human labor costs in the 1990s</p><p>　　FIGURE 1.4:The Adept 6 manipulator has six rotational joints and is popular in many</p><p>　　appli

18、cations. Courtesy of Adept Technology, Inc.</p><p>　　Control of mechanical arm</p><p>　　In the study of robots, 3D spatial position we constantly to the object of interest. These objects are all

19、 manipulator links, parts and tools, it deals, and other objects in the robot's environment. In a coarse and important level, these objects are described by two attributes: the position and direction. Of course, a di

20、rect interest in the topic is the attitude in which we represent these quantities and manipulate their mathematics.</p><p>　　In order to describe the human body position in space and direction, we will alway

21、s highly coordinate system, or frame, rigid object. Then we continue to describe the position and orientation of the reference frame of the coordinate system. Any framework can be used as a reference system in the expres

22、sion of a body position and direction, so we often think of conversion or transformation of the body of these properties from one frame to another description. The 2 chapter discusses the Convention</p><p>　

23、　Kinematics is the science of sports, the movement does not consider the force which resulted in it. In the scientific research of kinematics, a position, velocity, acceleration, and the location variable high order deri

24、vative (with respect to time of all or any of the other variables (S)). Therefore, the kinematics of manipulator is refers to the geometric and temporal characteristics of all movement. The manipulator comprises nearly r

25、igid connection, which is the relative movement of the joint </p><p>　　The free end of the link chain consisting of the manipulator end effector. According to the application of robot, the end effector can b

26、e a starting point, the torch, electromagnet, or other device. We usually by mechanical hand position description framework description tool, which is connected to the end effector, relative to the base, the base of the

27、mobile manipulator. In the study of mechanical operation of a very basic problem is the kinematics. This is to compute the position of mechanica</p><p>　　This is quite a complex geometry problem, the convent

28、ional solution in tens of thousands of humans and other biological systems time every day. In a case like a robot simulation system, we need to create computer control algorithm can make the calculation. In some ways, th

29、e solution to this problem is the most important element in the operating system.</p><p>　　We can use this problem as a mapping on 3D Descartes "position" space "position" in the robot jo

30、int space. This need will occur when the 3D spatial objects outside the specified coordinates. Lack of this kind of algorithm some early robot, they just transfer (sometimes by hand) required for the position, and then b

31、e recorded as a common set of values (i.e., as a position in joint space for later playback). Obviously, if the playback position and motion pattern recording and joint of the purely r</p><p>　　In addition t

32、o static positioning problem, we can analyze the robot motion. Usually, the analysis in the actuator velocity, it is convenient to define a matrix called the Jacobi matrix of the manipulator. The speed of Jacobi matrix s

33、pecified in Descartes from the velocity mapping space and joint space. (see Figure 1.8.) This mapping configuration of the manipulator changes the natural changes. At some point, called a singularity, this mapping is not

34、 to make the transformation. This phenomenon ar</p><p><b>　　Figures：</b></p><p>　　FIGURE 1.5: Coordinate systems or "frames" are attached to the manipulator and to</p>

35、;<p>　　objects in the environment.</p><p>　　FIGURE 1.6: Kinematic equations describe the tool frame relative to the base frame</p><p>　　as a function of the joint variables.</p>&l

36、t;p>　　FIGURE 1.7: For a given position and orientation of the tool frame, values for the</p><p>　　joint variables can be calculated via the inverse kinematics.</p><p>　　FIGURE 1.8: The geomet

37、rical relationship between joint rates and velocity of the</p><p>　　end-effector can be described in a matrix called the Jacobian.</p><p><b>　　3、Symbol</b></p><p>　　Symb

38、ol is always the problems in science and engineering. In this book, we use the following convention:</p><p>　　First: Usually, uppercase variables vector or matrix. Scalar lowercase variables.</p><

39、p>　　Second：Tail buoy use (such as the widely accepted) indicating inverse or transposed matrix.</p><p>　　Third：Tail buoy not subject to strict conventions, but may be that the vector components (for examp

40、le, X, Y, Z) or can be used to describe the PBO / P in a position of the bolt.</p><p>　　Fourth：We will use a lot of trigonometric function, we as a cosine symbol angle E1 can adopt the following methods: bec

41、ause the E1 = CE1 = C1.</p><p>　　In the vector sign note general: many mechanics textbook treatment number of vector at a very abstract level and often used vector is defined relative to expression in differ

42、ent coordinate systems. The most obvious example is, in addition to vector is relative to a given or known a different frame of reference. This is usually very convenient, resulting in compact structure, ele

43、gant formula. For example, consider the angular velocity, connected in series with the last body ° W4 'fou</p><p>　　However, unless the information is relative to a common coordinate system, they ca

44、nnot be concluded, therefore, although elegant, equation (1.1) calculation. Most of the "work". A case study of the manipulator, such statements, (1.1) work coordinate system hidden bookkeeping, which is often

45、we need to practice. Therefore, in this book, we put the symbol reference frame vectors, we don't and carrier, unless they are in the same coordinate system. In this way, we derive expressions for computing n</p&g

46、t;<p><b>　　Summary</b></p><p>　　The robot is a typical electromechanical integration device, it uses the latest research results of machinery and precision machinery, microelectronics and

47、computer, automation control and drive, sensor and information processing and artificial intelligence and other disciplines, with the development of economy and all walks of life to the automation degree requirements inc

48、rease, the robot technology has been developing rapidly, the emergence of a variety of robotic products. The utility of robo</p><p><b>　　機(jī)器人學(xué)入門</b></p><p><b>　　力學(xué)與控制</b>&

49、lt;/p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本書介紹了科學(xué)與工程機(jī)械操縱。這一分支學(xué)科的機(jī)器人已經(jīng)在幾個(gè)經(jīng)典的領(lǐng)域?yàn)榛A(chǔ)的。主要的相關(guān)的領(lǐng)域是力學(xué)，控制理論，計(jì)算機(jī)科學(xué)。在這本書中，第1章通過8個(gè)主題涵蓋機(jī)械工程和數(shù)學(xué)，第9章通過11個(gè)蓋控制理論材料，第12和13章可能被歸類為計(jì)算機(jī)科學(xué)材料。此外，這本書強(qiáng)調(diào)在計(jì)算方面的問題；例如，每章這方面主要以力

50、學(xué)有一個(gè)簡(jiǎn)短的章節(jié)計(jì)算考慮。這本書是從課堂筆記用來教機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論，斯坦福大學(xué)在1983的秋天到1985。第一和第二版本已經(jīng)通過2002在從1986個(gè)機(jī)構(gòu)使用。第三版也可以從中受益的使用和采用的修正和改進(jìn)由于許多來源的反饋。感謝所有那些誰(shuí)修正了作者的朋友們。這本書是適合高年級(jí)本科生一年級(jí)的課程。如果學(xué)生已經(jīng)在靜力學(xué)的一門基礎(chǔ)課程有助于動(dòng)力學(xué)和線性代數(shù)課程可以在高級(jí)語(yǔ)言程序。此外，它是有幫助的，但不是絕對(duì)必要的，讓學(xué)生完成入門課程控制理論。

51、本書的目的是在一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹材料，直觀的方式。具體地說，觀眾不需要嚴(yán)格的機(jī)械工程師，雖然大部分材料是從那場(chǎng)。在斯坦福大學(xué)，許多電氣工程師，計(jì)算機(jī)科學(xué)家，數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)這本書很易讀。在這里我們僅對(duì)其中重要部分做出摘錄。</p><p><b>　　主要內(nèi)容</b></p><p>　　1、背景 </p><p&

52、gt;　　工業(yè)自動(dòng)化的歷史特點(diǎn)是快速變化的時(shí)期流行的方法。無論是作為一個(gè)原因或一個(gè)效果，這種變化的時(shí)期自動(dòng)化技術(shù)是緊密聯(lián)系在一起的世界經(jīng)濟(jì)。利用工業(yè)機(jī)器人，成為可識(shí)別在1960年代的一個(gè)獨(dú)特的裝置，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）系統(tǒng)的特點(diǎn)，最新的趨勢(shì)，制造業(yè)的自動(dòng)化過程。這些技術(shù)是領(lǐng)先的工業(yè)自動(dòng)化通過另一個(gè)過渡，其范圍仍然是未知的。在美國(guó)北部，在早期有機(jī)器設(shè)備多采用世紀(jì)80年代，其次是上世紀(jì)80年代后期一個(gè)簡(jiǎn)

53、短的拉。自那時(shí)起，市場(chǎng)越來越多的（圖1.1），雖然它是受經(jīng)濟(jì)波動(dòng)，是所有市場(chǎng)。圖1.2顯示的機(jī)器人被安裝在大數(shù)每年世界各國(guó)的工業(yè)區(qū)。值得注意的是，日本的報(bào)告數(shù)量有所不同從其他地區(qū)一樣：他們算一些機(jī)器的機(jī)器人在世界的其他地方都沒有考慮機(jī)器人（而不是，他們會(huì)簡(jiǎn)單地認(rèn)為是“工廠的機(jī)器”）。因此，該報(bào)告的數(shù)字為日本有些夸大。</p><p>　　在工業(yè)機(jī)器人的使用增長(zhǎng)的一個(gè)主要原因是他們正在下降成本。圖1.3表明，在上世

54、紀(jì)90年代的十年中，機(jī)器人的價(jià)格下降了雖然人類的勞動(dòng)成本增加。同時(shí)，機(jī)器人不只是越來越便宜，他們變得更有效更快，更準(zhǔn)確，更靈活的。如果我們的因素這些質(zhì)量調(diào)整成數(shù)，使用機(jī)器人的成本下降甚至比他們的價(jià)格標(biāo)簽更快。在他們的工作機(jī)器人變得更具成本效益的，作為人類勞動(dòng)繼續(xù)變得更加昂貴，越來越多的工業(yè)工作成為機(jī)器人自動(dòng)化的候選人。這是最重要的趨勢(shì)推動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)增長(zhǎng)。第二個(gè)趨勢(shì)是，除了經(jīng)濟(jì)，隨著機(jī)器人變得更能成為他們能夠做的更多以上的任務(wù)，可

55、能對(duì)人類工人從事危險(xiǎn)的或不可能的。工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行逐步得到更多的應(yīng)用復(fù)雜的，但它仍然是，在2000年，大約78%安裝在美國(guó)進(jìn)行焊接或材料搬運(yùn)機(jī)器人的機(jī)器人。</p><p>　　一個(gè)更具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人，占10%裝置。這本書著重于力學(xué)和最重要的形式控制的工業(yè)機(jī)器人，機(jī)械手。到底什么是工業(yè)機(jī)器人是有時(shí)辯論。設(shè)備，如圖1.4所示是總是包括在內(nèi)，而數(shù)控（NC）銑床通常不。區(qū)別在于的可編程的復(fù)雜的地方如果一個(gè)設(shè)備機(jī)

56、械設(shè)備可以被編程為執(zhí)行各種應(yīng)用程序，它可能是一個(gè)工業(yè)機(jī)器人。這是最機(jī)部分有限的一類的任務(wù)被認(rèn)為是固定的自動(dòng)化。為目的本文的區(qū)別，不需要討論；大多數(shù)材料的基本性質(zhì)適用于各種可編程機(jī)。</p><p>　　總的來說，其力學(xué)和控制機(jī)械手的研究不是一個(gè)新的科學(xué)，而只是一個(gè)收集的主題從“經(jīng)典”的領(lǐng)域。機(jī)械工程有助于機(jī)器學(xué)習(xí)方法靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的情況下。數(shù)學(xué)描述空間供應(yīng)工具機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)和其他屬性。控制理論提供了工具以實(shí)現(xiàn)所期望的運(yùn)

57、動(dòng)和力的應(yīng)用評(píng)價(jià)算法設(shè)計(jì)。電氣工程技術(shù)施加在傳感器的設(shè)計(jì)電氣工程技術(shù)施加在傳感器的設(shè)計(jì)和工業(yè)機(jī)器人接口，與計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)這些設(shè)備進(jìn)行編程以執(zhí)行所需任務(wù)。</p><p><b>　　附圖：</b></p><p>　　圖1.1在數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的人在美國(guó)北部的工業(yè)機(jī)器人的出貨量美元</p><p>　　圖1.2 年安裝的多用途的工業(yè)機(jī)器人1995-

58、2000年和2001年至2004年預(yù)測(cè)</p><p>　　圖1.3 機(jī)器人的價(jià)格與上世紀(jì)90年代的人類勞動(dòng)成本的比較</p><p>　　圖1.4 嫻熟的6臂有六個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)（流行于眾多制造行業(yè)）</p><p>　　2、力學(xué)和機(jī)械臂的控制</p><p>　　機(jī)器人的研究中，我們不斷的關(guān)注對(duì)象的位置三維空間。這些對(duì)象是機(jī)械手的鏈接，零件和工

59、具，它的交易，并在機(jī)器人的環(huán)境的其他對(duì)象。在一個(gè)粗而重要的水平，這些對(duì)象是由兩個(gè)屬性描述：位置和方向。當(dāng)然，一個(gè)直接感興趣的話題是態(tài)度在我們所代表的這些量和操縱他們的數(shù)學(xué)。</p><p>　　為了描述人體在空間中的位置和方向，我們將始終高度坐標(biāo)系統(tǒng)，或框架，嚴(yán)格的對(duì)象。然后我們繼續(xù)相對(duì)于一些參考描述該幀的位置和方向坐標(biāo)系統(tǒng)。任何框架可以作為一個(gè)參考系統(tǒng)內(nèi)的表達(dá)一個(gè)身體的位置和方向，所以我們經(jīng)常認(rèn)為轉(zhuǎn)化或改變身體

60、的這些屬性從一幀到另一個(gè)的描述。2章討論了公約的方法處理與職位描述討論了公約的方法處理與職位描述定位和操縱這些量與數(shù)學(xué)不同的坐標(biāo)系統(tǒng)。發(fā)展良好的技能有關(guān)的位置和旋轉(zhuǎn)的描述甚至在剛體機(jī)器人領(lǐng)域是非常有用的。</p><p>　　運(yùn)動(dòng)學(xué)是科學(xué)的運(yùn)動(dòng)，對(duì)運(yùn)動(dòng)不考慮力這導(dǎo)致它。在運(yùn)動(dòng)學(xué)的科學(xué)研究，一個(gè)位置，速度，加速度，和所有的高階導(dǎo)數(shù)的位置變量（相對(duì)于時(shí)間或任何其他變量（S））。因此，機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究是指所有的運(yùn)動(dòng)的

61、幾何和時(shí)間特性。機(jī)械手包括近剛性連接，這是由關(guān)節(jié)連接允許相鄰鏈接的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這些節(jié)點(diǎn)通常儀表有位置傳感器，使鄰近的鏈接是相對(duì)位置測(cè)量。在旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)接頭的情況下，這些位移被稱為關(guān)節(jié)角度。一些機(jī)器人包含滑動(dòng)（或棱鏡）連接，其中之間的聯(lián)系相對(duì)位移是一個(gè)翻譯，有時(shí)也被稱為聯(lián)合偏移量。機(jī)械手具有數(shù)獨(dú)立的位置的變量會(huì)被指定為定位該機(jī)制的所有部分。這是一個(gè)總稱，任何機(jī)制。為例如，一個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)只有一個(gè)自由度（即使有三運(yùn)動(dòng)的成員）。在典型的工業(yè)機(jī)器人的

62、情況下，因?yàn)闄C(jī)器人通常是一個(gè)開放的運(yùn)動(dòng)鏈，因?yàn)槊總€(gè)關(guān)節(jié)的位置通常定義一個(gè)變量，節(jié)點(diǎn)的數(shù)目等于自由度。</p><p>　　在鏈接組成的機(jī)械手的末端執(zhí)行器的自由端鏈。根據(jù)機(jī)器人的應(yīng)用，末端執(zhí)行器可以是一個(gè)抓手，焊槍，電磁鐵，或其他裝置。我們一般通過描述工具的框架描述的機(jī)械手的位置，這是連接到端部執(zhí)行器，相對(duì)于底座，所對(duì)移動(dòng)機(jī)械手的基礎(chǔ)。在機(jī)械操作的研究一個(gè)非常基本的問題就是了運(yùn)動(dòng)學(xué)。這是計(jì)算的位置的靜態(tài)幾何問題機(jī)械

63、手的末端定位。具體而言，給定一組關(guān)節(jié)角，正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題是計(jì)算位置和方向工具架相對(duì)于底座。有時(shí)，我們認(rèn)為這是改變從關(guān)節(jié)空間描述為一個(gè)機(jī)械手位置的表示笛卡爾空間的描述?！斑@個(gè)問題將在3章探討。在4章中，我們將考慮的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題。這個(gè)問題提出了如下：給出了末端執(zhí)行器的位置和方向機(jī)械手，計(jì)算所有可能的關(guān)節(jié)角度，可以用來實(shí)現(xiàn)這個(gè)給定的位置和方向。（見圖1.7。）這是一個(gè)根本性的問題機(jī)械手的實(shí)際應(yīng)用。這是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的幾何問題，常規(guī)的解決在人類和其

64、他生物系統(tǒng)時(shí)間每天成千上萬(wàn)。在一個(gè)案例像一個(gè)機(jī)器人仿真系統(tǒng)，我們需要?jiǎng)?chuàng)建的控制算法計(jì)算機(jī)可以使這個(gè)計(jì)算。在某些方面，這個(gè)問題的解決方案是在操作系統(tǒng)中最重要的元素。</p><p>　　這是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的幾何問題，常規(guī)的解決在人類和其他生物系統(tǒng)時(shí)間每天成千上萬(wàn)。在一個(gè)案例像一個(gè)機(jī)器人仿真系統(tǒng)，我們需要?jiǎng)?chuàng)建的控制算法計(jì)算機(jī)可以使這個(gè)計(jì)算。在某些方面，這個(gè)問題的解決方案是在操作系統(tǒng)中最重要的元素。</p>

65、<p>　　我們可以把這個(gè)問題作為一個(gè)映射在三維笛卡爾的“位置”空間的“位置”在機(jī)器人的關(guān)節(jié)內(nèi)的空間。這需要自然會(huì)出現(xiàn)每當(dāng)目標(biāo)外部三維空間指定的坐標(biāo)。一些早期的機(jī)器人缺乏這種算法，他們只是轉(zhuǎn)移（有時(shí)用手）所需的的位置，然后被記錄為一組共同的值（即，作為一個(gè)位置關(guān)節(jié)空間）用于以后回放。顯然，如果機(jī)器人用純粹的模式記錄和關(guān)節(jié)的位置和運(yùn)動(dòng)的播放，沒有算法有關(guān)的關(guān)節(jié)空間的笛卡爾空間是必要的。然而，是罕見的工業(yè)機(jī)器人，缺乏基本的逆運(yùn)動(dòng)

66、學(xué)算法。逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題不是簡(jiǎn)單的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)一個(gè)。由于運(yùn)動(dòng)方程是非線性的，他們的解決方案并不總是容易（甚至可能在一個(gè)封閉的形式）。同時(shí)，對(duì)存在的問題解和多解的出現(xiàn)。這些問題的研究提供了一個(gè)欣賞什么人的心靈神經(jīng)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)當(dāng)我們，似乎沒有有意識(shí)的思考，移動(dòng)和我們的雙臂和雙手操作的對(duì)象。一個(gè)解的存在或不存在的定義工作區(qū)一個(gè)給定的機(jī)械手。一個(gè)解決方案的缺乏意味著機(jī)械手不能達(dá)到所需的位置和方向，因?yàn)樗跈C(jī)械手的外工作區(qū)。</p><

67、;p>　　除了處理靜態(tài)定位問題，我們不妨分析機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。通常，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度分析，它是方便的定義一個(gè)矩陣的數(shù)量稱為機(jī)械手的雅可比矩陣.指定的速度雅可比矩陣在笛卡爾從關(guān)節(jié)空間的速度映射空間。（見圖1.8。）這種映射配置的自然變化機(jī)械手的變化。在某些點(diǎn)，稱為奇點(diǎn)，這映射是不使轉(zhuǎn)化。這一現(xiàn)象的理解是設(shè)計(jì)師和用戶的重要機(jī)械手。</p><p><b>　　附圖：</b></p>

68、<p>　　圖1.5 坐標(biāo)系統(tǒng)或“幀”連接到機(jī)械手環(huán)境中的物體</p><p>　　圖1.6運(yùn)動(dòng)學(xué)方程描述刀具架相對(duì)于底座作為一個(gè)聯(lián)合變量的函數(shù)</p><p>　　圖1.7 對(duì)于一個(gè)給定的位置和方向的工具框架，值為關(guān)節(jié)變量可以通過逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算</p><p>　　圖1.8 聯(lián)合率和速度之間幾何關(guān)系端部執(zhí)行器可以在一個(gè)矩陣描述了所謂的雅可比矩陣<

69、/p><p><b>　　3、標(biāo)識(shí)符號(hào)</b></p><p>　　符號(hào)一直是科學(xué)和工程問題。在這本書中，我們使用以下公約：</p><p>　　通常，大寫變量表示的向量或矩陣。小寫的變量的標(biāo)量。</p><p>　　尾標(biāo)使用（如被廣泛接受的）指示逆或轉(zhuǎn)置矩陣。</p><p>　　尾標(biāo)不受嚴(yán)格的公約

70、，但可能表明向量的組件（例如，X，Y，Z）或可用于述在PBO / P一個(gè)螺栓的位置。</p><p>　　我們將使用許多三角函數(shù)，我們?yōu)橐粋€(gè)余弦符號(hào)角E1可以采用下列方式：因 為E1 = CE1 = C1。</p><p>　　在一般的矢量符號(hào)注：許多力學(xué)教材處理矢量在一個(gè)非常抽象的層次上的數(shù)量和經(jīng)常使用向量定義相對(duì)于在表達(dá)不同的坐標(biāo)系統(tǒng)。最明顯的例子是，除了向量是給定的或已知的相對(duì)

71、于不同的參考系。這是通常很方便，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)緊湊，有優(yōu)雅的公式。為例如，考慮角速度，在串聯(lián)連接的最后一次身體°W4 '四剛體（如機(jī)械手的鏈接）相對(duì)的固定座鏈。由于角速度矢量相加，我們可以寫一個(gè)非常簡(jiǎn)單的向量的最后環(huán)節(jié)的角速度方程：</p><p>　　然而，除非這些量是相對(duì)于一個(gè)共同的坐標(biāo)表示系統(tǒng)，他們不能總結(jié)，所以，雖然優(yōu)雅，方程（1.1）隱藏大部分的“工作”的計(jì)算。為研究個(gè)案機(jī)械手，這樣的陳述，

72、（1.1）隱藏簿記的工作坐標(biāo)系統(tǒng)，這往往是我們需要實(shí)踐的想法。因此，在這本書中，我們把符號(hào)參考框架向量，我們不要和載體，除非他們?cè)谕蛔鴺?biāo)系統(tǒng)。在這種方式中，我們推導(dǎo)出的表達(dá)式，解決“記賬”問題可直接應(yīng)用于實(shí)際的數(shù)值計(jì)算。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　機(jī)器人是典型的機(jī)電一體化裝置，它綜合運(yùn)用了機(jī)械與精密機(jī)械、微電子與計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制與

73、驅(qū)動(dòng)、傳感器與信息處理以及人工智能等多學(xué)科的最新研究成果，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和各行各業(yè)對(duì)自動(dòng)化程度要求的提高，機(jī)器人技術(shù)得到了迅速發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品。機(jī)器人產(chǎn)品的實(shí)用化，既解決了許多單靠人力難以解決的實(shí)際問題，又促進(jìn)了工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)程。目前，由于機(jī)器人的研制和開發(fā)涉及多方面的技術(shù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開發(fā)和研制的成本普遍較高，在某種程度上限制了該項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，因此，研制經(jīng)濟(jì)型、實(shí)用化、高可靠性機(jī)器人系統(tǒng)具有廣泛的社會(huì)現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)

74、濟(jì)價(jià)值。在完成機(jī)械結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)物料抓取機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析。運(yùn)動(dòng)學(xué)分析是路徑規(guī)劃和軌跡控制的基礎(chǔ)，對(duì)操作臂進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆問題的分析可以完成操作空間位置和速度向驅(qū)動(dòng)空間的映射，采用齊次坐標(biāo)變換法得到了操作臂末端位置和姿態(tài)隨關(guān)節(jié)夾角之間的變換關(guān)系，采用幾何法分析了操作臂的逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解問題，對(duì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。機(jī)器人動(dòng)力學(xué)是研究物體的運(yùn)動(dòng)和作用力之間的關(guān)系的科學(xué)，研究的目的是為了滿足是實(shí)時(shí)性控制