第一章 ：概述

1.2 操作臂的力學與控制

位置和姿態的描述

• 物體描述：位置和姿態

操作臂正運動學

• 運動學：研究運動，不考慮力
  • 內容：研究位置、速度、加速度和位置變量對于時間或者其他變量的高階微分。（幾何和時間特征）
• 組成：連桿和關節（轉動關節：關節角；移動關節：關節偏移量）
• 自由度：個數是操作臂中具有獨立位置變量的數目（對于典型工業機器人，多數為開式運動鏈，每個關節位置都有唯一一個變量來定義，因此關節數等于自由度數目。）
• 末端執行器：組成操作臂的運動鏈的自由端，常采用設置于末端執行器上的工具坐標系（相對于設置操作臂固定底座的極坐標系）來描述操作臂的位置。
• 正運動學：是一個計算操作臂末端執行器位置和姿態的靜態幾何問題。（關節空間描述到迪卡兒空間描述）

操作臂逆運動學

• 逆運動學：給定操作臂末端執行器的位置和姿態，計算所有可達給定位置和姿態的關節角。（迪卡兒空間向關節空間的映射）
• 運動學方程解的有無定義了操作臂的工作空間。

速度、靜力、奇異點

• 雅克比矩陣：定義了從關節空間速度向迪卡兒空間速度的映射，該映射隨著操作臂位形的變化而變化。在奇異點（局部退化-某些自由度失效），映射不

動力學

• 動力學：主要研究產生運動所需要的力，關節驅動器產生的扭曲函數的形式取決于末端執行器路徑的空間形式和瞬時特性、連桿的質量特性和負載以及關節摩擦等因素。（可用于仿真）

軌跡生成

• 一條路徑的描述不僅需要確定期望目標點，而且還需要一些中間點或路徑點。

操作臂設計與傳感器

專用機器人、通用機器人（最小6自由度）

線性位置控制

位置控制系統：首先要考慮自動補償由于系統參數引起的誤差以及抑制引起系統偏離期望軌跡的擾動。

力控制

力控制與位置控制互補，一般二者只有一個是合適的。（混合控制方式：某些方向用位置控制規律，其余方向通過力控制規律。）

總結

以上是生活随笔為你收集整理的机器人学导论学习笔记No.1-第一章 ：概述的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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