機械人動力學(也可能是多剛體動力學) 若基座本身也在運動,如何求末端速度?

時間 2021-06-02 17:02:44

1樓:黃豆豆

這個問題其實比較簡單,機械系統是否與大地(慣性系)連線對於動力學建模而言沒有本質性的差別,也就是依然可以用同一套理論對系統進行建模。

通常與大地連線的系統稱為有根系統,不與大地連線的稱為無根系統。不論是有根系統還是無根系統,通常都會預設大地為慣性系視為0號物體,有根系統與大地間存在少於6個的相對自由度,而無根系統可以看做系統與大地間有6個相對自由度。對於拉格朗日力學來說,不論是哪種系統,只要取與系統自由度個數相同的廣義座標就可以進行建模。

無根系統與大地間的廣義座標是與機械人關節間的座標不一樣的,但是在剛體動力學中卻是非常基礎的內容,平動取3個空間位置即可,轉動可以取尤拉角、尤拉引數等等。

對於無根系統而言,基座(也就是1號物體)的選取也是有一定法則的,鏈式系統很簡單,樹形系統就比較麻煩了,一般選最重的物體或者運動幅度最小的物體比較合適。

2樓:桂凱

機械人基座可分為兩種型別:fixed base(固定基座)和floating base(浮動基座);樓主關注的應該是第二種。

相信固定基座的機械人,樓主求運動學方面的問題已經掌握了,通過各連桿間的轉換矩陣,可以隨心所欲地求取各處位置速度等。

而對於浮動基座式機械人,樓主只需在固定式運動學方程中,再乘上乙個世界座標系到基座座標系的轉換矩陣即可。

3樓:

可以利用相對運動的規則來求解。

利用雅可比矩陣求得末端相對於基座的速度,然後再用相對運動來求末端相對於慣性系的速度:末端速度=基座相對於慣性系的速度+末端相對於基座的速度。

4樓:Michael Jackson

會運動的就不是基座了,

比如6自由度機械臂,有6個連桿變換矩陣。加上基座的運動,就再加乙個連桿變換矩陣。

也就是新增了乙個特殊的關節,這個關節不僅可以旋轉還可以平移。

求速度雅可比矩陣的方法一樣。

再說的簡單點,可以把六自由度機械臂看成,乙個可以旋轉的基座+5自由度機械臂

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