什么是“机器人运动学”?

       可以运动是机器人最基本的特征之一,很多机器人就是为了实现特定运动而被精心设计的。那么,什么是机器人运动学?机器人运动学是研究机器人各组成构件运动变换关系及运动特征参数的一门学科,它反映了机器人的运动特质。运动学仅涉及运动的表现形式,而并不关心运动的来源(力/力矩)。可以说,机器人的机构设计、运动规划、运动仿真、运动控制都是围绕机器人运动学展开的,所以,机器人运动学是机器人各系统设计的基础。


什么是“机器人运动学”?        机器人运动学研究范畴涉及位姿的表述、坐标系变换、机器人工作空间、正向运动学和逆向运动学等内容,其中用到的主要数学工具包括:立体几何、向量与矩阵、四元数、旋量和微分方程等。          机器人运动学中最重要的内容是正向运动学和逆向运动学问题,其核心是机器人关节空间与操作空间的相互变换。正向运动学是在给定机器人所有关节位置和连杆几何参数的情况下,求得机器人执行器末端相对基座的位置和姿态的问题。正向运动学对于开发操作器坐标算法十分重要。逆向运动学是在给定机器人执行器末端相对于基座的位置和姿态(或位置和姿态随时间的变化曲线),以及所有连杆几何参数的情况下,求得所有关节位置(或关节位置随时间的变化曲线)的问题。逆向运动学是机器人运动控制系统设计的重要依据。

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