《移动机器人原理与设计第三章运动学.ppt

第三章 移动机器人运动学 移动机器人运动学模型 移动机器人运动学约束 移动机器人的机动性 运动控制 * Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.1 运动学概述 机械系统的运行规律 对工业机械手的研究很成熟 移动机器人的运动与机械手不同 由轮子的运动描述，进而得到机 器人整体的运动描述。讨论机器人 的运动控制。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.2 运动学模型的建立 1、机器人的位置表示 全局坐标和局部坐标的关系 XIOYI为全局参考坐标系， XRMYR为机器人的局部参 考坐标系，局部参考坐标系 的原点为机器人底盘上后轮 轴的中点M。 θ表示全局参 考坐标系和局部参考坐标系的角度差 机器人的位姿 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 局部坐标与全局坐标的映射关系 该映射可由正交旋转矩阵来表示 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 例1 如图3-2所示机器人，给定全局参考坐标系下的某个速度 ，且 ，试计算沿机器人局部参考坐标系XR轴和YR轴的运动分量。 解： 在局部参考坐标系下，沿XR的运动等于- ，沿YR的运动是 ，也就是说，机器人在局部参考坐标系下沿x轴的运动，相当于在全局参考坐标系下沿y轴反方向的运动 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 运动学模型 假定差动机器人有2个动力轮，半径均为r，给定点为两轮之间的中点M，轮距为d。给定r,d,θ和各轮的转速 ， 点M在XR正方向上的平移速度为： 假定轮子不能有侧向滑移，则 旋转角速度分量： 最终得到运动学模型如右式。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2