工业机器人运动学课件$number{01}目•机器人运动学概述•机器人坐标系与位姿•机器人正向运动学•机器人逆向运动学•机器人轨迹规划•机器人运动学实验与案例分析01机器人运动学概述机器人基本结构与分类工业机器人常见的六轴工业机器人，其结构主要由基座、腰部、大臂、小臂、手腕和末端执行器组成。分类根据应用场景和功能，工业机器人可分为搬运机器人、装配机器人、喷涂机器人等。机器人运动学的研究内容与方法研究内容机器人运动学主要研究机器人的运动规律及其与机械系统之间的关系。研究方法基于几何学和代数的运动学分析方法，如D-H参数法、雅可比矩阵法等。机器人运动学的发展与应用发展历程从第一台工业机器人的诞生到现在，机器人运动学经历了多个发展阶段，包括技术突破、优化改进和跨界融合等。应用领域工业、医疗、航空航天、服务等领域，如生产线自动化、手术辅助、太空探索等。02机器人坐标系与位姿机器人坐标系的建立建立方法根据机器人结构、设计和控制需求，选择合适的基准面和坐标轴，并确定相互之间的位置关系。1常见坐标系2关节坐标系、直角坐标系、极坐标系、球坐标系等。3坐标系之间的转换掌握不同坐标系之间的转换公式和方法，以便在需要时进行坐标系变换。机器人位姿描述位姿概念机器人的位姿是指机器人在三维空间中的位置和姿态，通常用位姿矩阵来表示。位置描述机器人在空间中的位置由其相对于某一坐标系的位置向量（或位置矢量）确定。姿态描述机器人的姿态由其相对于某一坐标系的旋转矩阵（或旋转矢量）确定。机器人位姿的变换与运算010203位姿变换齐次坐标变换逆向运动学掌握位姿矩阵的乘法、加法、减法等基本运算方法，以便实现机器人不同位姿之间的变换。理解齐次坐标变换的概念和方法，包括平移、旋转、缩放等变换，以便在机器人运动学分析中使用。掌握机器人逆向运动学的原理和方法，以便根据目标位姿求解关节变量。03机器人正向运动学2自由度机器人的正向运动学2D两关节正向运动学模型010203该模型描述了机器人末端执行器的位置和姿态与机器人各关节位置的关系。2D两关节逆向运动学模型该模型根据给定的机器人末端执行器位置和姿态，求解机器人各关节的转动角度。2D两关节运动学方程该方程描述了机器人各关节的转动角度与机器人末端执行器位置和姿态的关系。3自由度机器人的正向运动学3D三关节正向运动学模型1该模型描述了机器人末端执行器的位置和姿态与机器人各关节位置的关系。3D三关节逆向运动学模型该模型根据给定的机器人末端执行器位置和姿态，求解机器人各关节的转动角度。233D三关节运动学方程该方程描述了机器人各关节的转动角度与机器人末端执行器位置和姿态的关系。多自由度机器人的正向运动学多自由度正向运动学模型该模型描述了具有多个自由度的机器人的末端执行器的位置和姿态与机器人各关节位置的关系。多自由度逆向运动学模型该模型根据给定的机器人末端执行器位置和姿态，求解具有多个自由度的机器人的各关节的转动角度。多自由度运动学方程该方程描述了具有多个自由度的机器人的各关节的转动角度与机器人末端执行器位置和姿态的关系。04机器人逆向运动学2自由度机器人的逆向运动学定义逆向运动学是已知机器人的末端执行器的位置和姿态，求解机器人各关节变量的过程。2自由度机器人2自由度机器人通常由两个旋转关节组成，其逆向运动学可以通过解析几何的方法求解。求解方法通过已知的末端执行器位置和姿态，建立数学方程，求解关节角。3自由度机器人的逆向运动学010203定义3自由度机器人求解方法逆向运动学是已知机器人的末端执行器的位置和姿态，求解机器人各关节变量的过程。3自由度机器人通常由三个旋转通过已知的末端执行器位置和姿态，建立数学方程，求解关节角。关节组成，其逆向运动学可以通过解析几何的方法求解。多自由度机器人的逆向运动学定义逆向运动学是已知机器人的末端执行器的位置和姿态，求解机器人各关节变量的过程。多自由度机器人多自由度机器人通常由多个旋转关节组成，其逆向运动学可以通过解析几何的方法求解。求解方法通过已知的末端执行器位置和姿态，建立数学方程，求解关节角。05机器人轨迹规划...
