机器人导论作业

发布 2022-08-27 16:15:28 阅读 7779

1. 什么是齐次坐标?与直角坐标有何区别?

所谓齐次坐标就是将一个原本是n维的向量用一个n+1维向量来表示。

区别 二直角坐标(x,y)可表示为齐次坐标,即(hx,hy,h)。由此可以看出,一个向量的齐次表示是不唯一的,齐次坐标的h取不同的值都表示的是同一个点,比如齐次坐标(8,4,2)、(4,2,1)表示的都是二维点(4,2)。

2. 其次变换矩阵的意义是什么?

3. 联合变换与单步变换的关系是什么?

任何一个齐次坐标联合变换矩阵均可分解为相对应单步变换矩阵的乘积。

4. 已知齐次变换矩阵,如何计算逆变换矩阵?

逆变换法则。

逆变换时:变换顺序颠倒;

先旋转,后平移→先平移,后旋转。

变换参数取反。

旋转。平移(px,py,pz) →px,-py,-pz)。

5. 机器人运动学解决什么问题?什么是正问题和逆问题?

机械手的运动学研究问题:

手在空间的运动与各个关节的运动之间的关系。

正问题:已知关节运动,求。

手的运动。逆问题:已知手的运动,求。

关节运动。6. 机器人的坐标系有哪些?如何建立?

手部坐标系——参考机器人手部的坐标系,也称机器人位姿坐标系,它表示机器人手部在指定坐标系中的位置和姿态。

机座坐标系——参考机器人机座的坐标系,它是机器人各活动杆件及手部的公共参考坐标系。

杆件坐标系——参考机器人指定杆件的坐标系,它是在机器人每个活动杆件上固定的坐标系,随杆件的运动而运动。

绝对坐标系——参考工作现场地面的坐标系,它是机器人所有构件的公共参考坐标系。

7. 建立运动学方程需要确定哪些参数?如何辨别关节变量?

杆件几何参数(不变)

i、杆件长度li:

两关节轴线的距离。

ii、杆件扭角αi:

两关节轴线的夹角。

关节运动参数。

i、关节平移量di:

ii、关节回转量θi:

关节变量:di——平移关节;θi——回转关节。

8. 第一种和第二种杆件坐标系下,相邻杆件位姿矩阵计算有何区别?

9. 机器人运动学方程的正解和逆解有何特征?各应用在什么场合?逆解如何计算?

2. (1)运动学方程的正解。

3. 正问题:已知关节变量qi的值,求手在空间的位姿m0h。

4. 正解特征:唯一性。

5. 用处:检验、校准机器人。

6. (2)运动学方程的逆解。

7. 逆问题:已知手在空间的位姿m0h,求关节变量qi的值。

8. 逆解特征分三种情况:多解、唯一解、无解。

9. 多解的选择原则:最近原则。

10. 计算方法:逆递推法。

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