機械手動座標系的位姿表示是什麼意思?

在機械手座標系中,運動時相對於連桿不動的座標系稱為靜座標系,簡稱靜系;

跟隨連桿運動的座標系稱為動座標系,簡稱為動系。動系位置與姿態的描述稱為動系的位姿表示,是對動系原點位置及各座標軸方向的描述,現以下述實例說明之。

機械手動座標系的位姿表示是什麼意思?

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一、機械手連桿動系的位姿表示:

設有一個機械手的連桿,若給定了連桿PQ上某點的位置和該連桿在空間的姿態,則稱該連桿在空間是完全確定的。

機械手動座標系的位姿表示是什麼意思?

機械手連桿的位姿表示圖

如上圖1.1所示,O1為連桿上任一點,U1X1Y1Z1為與連桿固接的一個動座標系,即為動系。連桿PQ在固定座標系OXYZ中的位置可用一齊次座標表示為:

P=[X。Y。Z。1]T

連桿的姿態可由動系的座標軸方向來表示。令n、o、a分別為X1、Y1、Z1座標軸的單位矢量,各單位方向矢量在靜繫上的分量為動系各座標軸的方向餘弦,以齊次座標形式分別表示為:

n=[nx ny nz 0]T

o=[ox Oy oz 0]T

a=[ax aY az 0]T

由此可知,連桿的位姿可用下述齊次矩陣表示:

機械手動座標系的位姿表示是什麼意思?

連桿的位姿齊次矩陣

顯然,連桿的位姿表示就是對固連於連桿上的動系位姿表示。

二、機械手手部動系的位姿表示:

機械手手部的位置和姿態也可以用固連於手部的座標系{B}的位姿來表示,如圖1.2所示。座標系{B}可以這樣來確定;取手部的中心點為原點OB;關節軸為ZB軸,ZB軸的單位方向矢量a稱為接近矢量,指向朝外:兩手指的連線為YB軸,YB軸的單位方向矢量o稱為姿態矢量,指向可任意選定;XB軸與YB軸及ZB軸垂直,XB軸的單位方向矢量n稱為法向矢量,且n=o×a,指向符合右手法則。

機械手動座標系的位姿表示是什麼意思?

機械手手部的位姿表示

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