工業(yè)機(jī)器人教案

1、教案（章、節(jié)備課）學(xué)時(shí)：8章、節(jié)第二章第二章操作臂運(yùn)動(dòng)學(xué)操作臂運(yùn)動(dòng)學(xué)第一節(jié)齊次坐標(biāo)與動(dòng)系位姿矩陣第二節(jié)齊次變換第三節(jié)機(jī)器人的位姿分析第四節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)教學(xué)目的和要求機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)研究機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的幾何關(guān)系，而不考慮引起運(yùn)動(dòng)的力。掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括齊次坐標(biāo)、齊次變換、連桿參數(shù)及機(jī)器人正向和逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)。掌握齊次坐標(biāo)及齊次變換；掌握工業(yè)機(jī)器人桿件坐標(biāo)系建立的方法及其齊次變換矩陣；掌握工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn):齊次坐標(biāo)

2、和齊次變換；機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。難點(diǎn)：桿件坐標(biāo)系建立的方法；坐標(biāo)系間的齊次變換矩陣。教學(xué)進(jìn)程（含章節(jié)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配、教學(xué)方法、教學(xué)手段、輔助手段）第一節(jié)位姿描述2學(xué)時(shí)講授1.齊次坐標(biāo)2.動(dòng)系的位姿表示第二節(jié)齊次變換2學(xué)時(shí)講授1.旋轉(zhuǎn)齊次變換2.平移齊次變換3.復(fù)合變換第三節(jié)操作臂的位姿分析2學(xué)時(shí)講授1.桿件坐標(biāo)系的建立2.連桿坐標(biāo)系間的變換矩陣第四節(jié)操作臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)2學(xué)時(shí)講授1.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)2.機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的解作業(yè)主要參考資料教材:

3、熊有倫，機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)，華中科技大學(xué)出版社，1996教學(xué)參考書：1、劉極峰，機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社，20062、陳懇，機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，清華大學(xué)出版社，20063、蔡自興，機(jī)器人學(xué)，清華大學(xué)出版社，2005備注圖2.2坐標(biāo)軸及矢量的方向表示圖2.4連桿的位姿表示四、矢量的方向表示圖2.2中所示的矢量u的方向用4?1列陣可表達(dá)為：u=[abc0]Ta=cos?，b=cos?，c=cos?圖2.2中所示的矢量u的起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，用

4、4?1列陣可表達(dá)為：O=[0001]T例2.1用齊次坐標(biāo)表示圖2.3中所示的矢量u、v、w的坐標(biāo)方向。圖2.3用不同方向角表示方向矢量u、v、w2.1.2位姿描述在機(jī)器人坐標(biāo)系中，運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)于連桿不動(dòng)的坐標(biāo)系稱為靜坐標(biāo)系，簡(jiǎn)稱靜系；跟隨連桿運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系稱為動(dòng)坐標(biāo)系，簡(jiǎn)稱為動(dòng)系。動(dòng)系位置與姿態(tài)的描述稱為動(dòng)系的位姿表示，是對(duì)動(dòng)系原點(diǎn)位置及各坐標(biāo)軸方向的描述。一、連桿的位姿描述設(shè)有一個(gè)機(jī)器人的連桿，若給定了連桿PQ上某點(diǎn)的位置和該連桿在空間的