机器人技术课件-移动机械臂.pptx

1移动机械臂§8-1移动机械臂概述§8-2移动机械臂系统组成§8-3运动学与动力学§8-4运动规划§8-5视觉感知§8-6技能学习

2§8-1移动机械臂概述移动机械臂概述：移动机械臂（MobileManipulator）是一个广泛的术语，指的是一类由机械臂、移动平台和传感器组所构建的新型机器人系统。其具有可移动性和操作灵巧性的双重优势。

3§8-1移动机械臂概述移动机械臂概述：移动机械臂在柔性制造、家政服务、医疗康复、仓储物流以及太空探索等领域得到了广泛应用，但设计出能够满足人类作业需求的移动机械臂系统仍具有挑战性。

4第8章移动机械臂§8-1移动机械臂概述§8-2移动机械臂系统组成§8-3运动学与动力学§8-4运动规划§8-5视觉感知§8-6技能学习

5§8-1移动机械臂概述移动机械臂系统组成：移动机械臂（MobileManipulator）主要是由机械臂和移动平台所构建的新型机器人系统。机械臂移动平台

6§8-2移动机械臂系统组成移动机械臂系统组成：迄今为止，轮子是移动机器人和人造交通车辆中最流行的运动机构，效率高，制作简单。因此在各种移动机构中，轮式移动机构最为常见，且其移动速度和移动方向易于控制。移动平台轮式AGV移动平台

7§8-2移动机械臂系统组成标准轮小脚轮瑞典轮球形轮轮子类型的选择：

8§8-2移动机械臂系统组成?轮式移动机构实例：拥有四个瑞典轮的全向运动机器人

9§8-2移动机械臂系统组成四个轮子转向和转速相同，将产生沿X轴方向上的纵向运动轮式移动机构实例：

10§8-2移动机械臂系统组成位于车体同侧的两个轮子旋转方向相反，且四个轮子转速相同，将产生沿Y轴方向上的横向移动轮式移动机构实例：

11§8-2移动机械臂系统组成通过合理地调配四个轮子的转速与转向，可以使机器人得到任意方向的运动。图示为机器人向左斜前运动时的配置轮式移动机构实例：

12§8-2移动机械臂系统组成当同侧两轮旋转方向相同、左右两侧轮旋转方向相反，且四轮旋转速度相同时，将产生绕车体轴线的零半径原地旋转运动轮式移动机构实例：

13§8-2移动机械臂系统组成轮式移动机构实例：

14§8-2移动机械臂系统组成行走轮：行走轮机构是一种腿式与轮式相结合或轨式与轮式相结合的混合驱动方法。其将腿的自适应性和轮子的效率相结合而形成的被动适应地形方案，给设计者展现了一个十分有趣的设计方向。轮式移动机构实例：拥有6个动力轮的行走轮机器人

15§8-2移动机械臂系统组成移动机械臂系统组成：履带式结构从本质上讲是一种连杆机构，通过与驱动齿轮、轮子、滚轮或链轮相连构成履带式移动平台，形式上较为简单。目前，在极端环境和非结构场景中应用广泛。移动平台履带式

16§8-2移动机械臂系统组成移动机械臂系统组成：足式：自然界生物面对各种复杂环境时能够展现出强大的适应性，为使人类开发的移动平台具备这样的能力，众多学者从仿生角度出发展开前沿探索，目前最受关注的当属足式移动平台。移动平台其他类型

17§8-2移动机械臂系统组成移动机械臂系统组成：移动平台其他类型旋翼式移动平台：旋翼式移动平台是人类对鸟类生物运动机理研究的重大创新成果之一,极大地提高了人类的工作效率。

18§8-2移动机械臂系统组成移动机械臂系统组成：移动机械臂系统通常搭载新一代轻型机械臂。相比传统机械臂，轻型臂遵循了模块化和机电部件集成化的设计原则，除了具有更轻的重量，还拥有更高的精度，并配置了更多的传感器，因此拥有更高的协作性与安全性。机械臂

19第8章移动机械臂§8-1移动机械臂概述§8-2移动机械臂系统组成§8-3运动学与动力学§8-4运动规划§8-5视觉感知§8-6技能学习

20§8-3运动学与动力学移动平台的运动学与动力学：运动学：是对机械系统如何运行的最基本的研究，机器人的运动学模型一般不考虑产生运动的力和力矩，主要考查的是机器人的位置、速度、加速度和位置变量对时间的其他更高阶微分等。动力学：是对机械系统运行时的受力状况以及机器人运行状态的研究，主要包括力、力矩、加速或减速以及直线运行等。

21§8-3运动学与动力学全局参考坐标系移动平台的运动学与动力学：轮式机器人的坐标系

22§8-3运动学与动力学正交旋转矩阵移动平台的运动学与动力学：轮式机器人的坐标系

23§8-3运动学与动力学局部参考坐标系移动平台的运动学与动力学：轮式机器人的坐标系

24§8-3运动学与动力学?移动平台的运动学与动力学：轮式机器人的运动学模型

25§8-3运动学与动力学?移动平台的运动学与动力学：轮式机器人的运动学模型

26§8-3运动学与动力学因为是由全局坐标系推导局部坐标系，所以要求出正交旋转矩阵的逆阵：移