第07章-空间连杆机构与机器人机构.pptVIP

7.4 机器人机构 手部运动 腰部运动 腕部运动 7.4 机器人机构 7.4.2 机器人主体机构的主要类型 1. 直角坐标式 7.4 机器人机构 2. 圆柱坐标式 7.4 机器人机构 3. 球坐标式 7.4 机器人机构 4. 关节式 7.4 机器人机构 7.4.3 三自由度机器人机构的位置问题 1. 运动学的正解 已知：θ、h和r三个变量的瞬时值。 求：手部P点在基坐标系oxyz中的位置坐标x、y和z。 正解 7.4 机器人机构 7.4.3 三自由度机器人机构的位置问题 2．运动学的反解 已知：手部P点在基坐标系oxyz中的位置坐标x、y和z。 求：三个变量θ、h和r的瞬时值。 反解 7.4 机器人机构 7.4.4 机器人的腕部和手部机构 7.4 机器人机构 7.4.4 机器人的腕部和手部机构 7.4 机器人机构 7.4.4 机器人的腕部和手部机构 LOGO Theory of Machines Mechanisms 作者：郭卫东 樊文贵 王家俊 第7章 空间连杆机构 及机器人机构 科学出版社高等教育出版中心 第7章 空间连杆机构及机器人机构 空间机构的自由度 1 空间连杆机构解析运算的矩阵法基础 2 空间四杆机构RSSR的运动分析 3 机器人机构 4 7.1 空间机构的自由度 7.1.1 空间机构中构件的自由度与运动副的约束 作空间运动的构件有6个自由度： 3个移动 3个转动 1) 构件的自由度 7.1 空间机构的自由度 运动副按约束数分类： 1个约束 一级副 2个约束 二级副 …… 5个约束 五级副 2) 运动副的约束 7.1 空间机构的自由度 名称 代号 示意图 简图符号 自由度 约束数 类型 面球副 5 1 1级高副 球槽副 4 2 2级高副 球副 S 3 3 3级低副 2) 运动副的约束 7.1 空间机构的自由度 圆柱副 C 2 4 4级低副 转动副 R 1 5 5级低副 移动副 P 1 5 5级低副 螺旋副 H 1 5 5级低副 名称 代号 示意图 简图符号 自由度 约束数 类型 7.1 空间机构的自由度 7.1.2 空间机构的自由度计算 式中，n —— 活动构件数； ? pk —— k 级运动副的个数。 7.1 空间机构的自由度 7.1.2 空间机构的自由度计算 例题 如右上图所示为飞机自动驾驶仪操纵装置内的空间四杆机构，其机构运动简图如右下图所示。试计算该机构的自由度。 解： 7.1 空间机构的自由度 例题 解： 如图（a）所示为某飞机起落架的收放机构，其机构运动简图如图（b）所示。试计算该机构的自由度并判断其运动是否确定。 （a） （b） 机构2存在一个局部自由度。将球副C变成球销副，消除局部自由度，机构的运动简图如图（c）所示。 （c） 第7章 空间连杆机构及机器人机构 空间机构的自由度 1 空间连杆机构解析运算的矩阵法基础 2 空间四杆机构RSSR的运动分析 3 机器人机构 4 7.2 空间连杆机构解析运算的矩阵法基础 7.2.1 空间坐标平移变换 空间点P在i 坐标系中的坐标为(xi, yi, zi )，在 j 坐标系中的坐标为(xj, yj, zj )，它们之间的关系可用矩阵表示为： 用齐次坐标表示为： 式中： 为平移坐标变换矩阵 7.2 空间连杆机构解析运算的矩阵法基础 7.2.2 空间坐标旋转变换 简写为: 式中： 被称为方向余弦矩阵。 1）j 坐标系是由i 坐标系绕z 轴逆时针转动q 角而得 空间点P在i 坐标系中的坐标为(xi, yi, zi )，在 j 坐标系中的坐标为(xj, yj, zj )，它们之间的关系可用矩阵表示为： 7.2 空间连杆机构解析运算的矩阵法基础 2）j 坐标系是由i 坐标系逆时针绕x轴转动a 角而得 7.2.2 空间坐标旋转变换 7.2 空间连杆机构解析运算的矩阵法基础 3）j 坐标系是由i 坐标系先绕z 轴逆时针转动 q 角，然后再绕新的x轴逆时针转a 角而得 i 坐标系先绕 zi 轴逆时针转动q 角后，得k坐标系: k 坐标系再绕其轴逆时针转动a 角，得j坐标系: 式中： 7.2.2 空间坐标旋转变换 7.2 空间连杆机构解析运算的矩阵法基础 7.2.3 空间坐标一般变换 空间点P在i 坐标系中的坐标为(xi, yi, zi )，在 j 坐标系中的坐标为(xj, yj,