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機器人與世界/機器人控制的數學

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機器人運動學

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機器人中的數學主要涉及機器人運動學。機器人運動學是研究機器人運動學(kinematics)的學科。在運動學分析中,所有連桿的位置、速度和加速度都是在不考慮引起這種運動的力的前提下計算出來的。運動與相關力和扭矩之間的關係在機器人動力學中研究。螺旋理論是機器人運動學中最活躍的領域之一。

機器人運動學涉及冗餘、碰撞避免和奇異性避免等方面。在處理機器人使用的運動學時,我們透過為每個部件分配一個參考系來處理機器人的每個部件,因此一個有多個部件的機器人可能會有多個單獨的參考系分配給每個可移動的部件。為了簡化起見,我們處理機器人的單個機械臂。每個參考系都用數字進行系統命名,例如,機械臂的固定底座部分編號為 0,與底座連線的第一根連桿編號為 1,下一根連桿編號為 2,依此類推,直到最後一根連桿編號為 n。

機器人運動學主要分為兩種型別:正向運動學和逆向運動學。正向運動學也稱為直接運動學。在正向運動學中,給定每根連桿的長度和每個關節的角度,我們需要計算機器人工作空間中任意一點的位置。在逆向運動學中,給定每根連桿的長度和工作空間中該點的座標,我們需要計算每個關節的角度。

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