工业机器人复习 习题课优质PPT.pptx
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3、多步变换的齐次变换矩阵;
4、齐次变换的逆变换。
复习提纲第3章机器人运动学,工业机器人,6/26/2019,重点掌握:
二、运动学方程的建立及其求解1、建立坐标系;
2、确定参数;
3、相邻杆件的位姿矩阵;
4、建立运动学方程。
5、运动学方程的正解和逆解。
1、关节承受的力和力矩与关节驱动力(矩)的关系。
2、动力学模型及其各项含义。
3、牛顿方程、欧拉方程。
4、正向递推步骤及其计算公式。
5、反向递推步骤及其计算公式。
6、递推的初始条件。
复习提纲第4章机器人动力学,工业机器人,6/26/2019,重点掌握:
1、控制系统的两大功能。
2、控制系统的组成及其各个部分的作用。
3、示教再现控制过程及示教与记忆的相关知识。
4、运动控制的两个步骤。
5、轨迹规划及其实现方法:
轨迹规划的概念PTP下的轨迹规划步骤CP下的轨迹规划步骤6、关节伺服驱动控制方法。
复习提纲第5章机器人控制系统,工业机器人,复习提纲完!
6/26/2019,工业机器人,第1章绪论,6/26/2019,习题1、国际标准化组织(ISO)对机器人的定义是什么?
2、工业机器人是如何定义的?
3、按几何结构,机器人可分为那几种?
4、机器人的参考坐标系有哪些?
5、什么是机器人的自由度和工作空间?
工业机器人,第2章机器人系统及设计方法,习题1、机器人系统由哪三部分组成?
2、什么是机器人的操作机?
分为哪几部分?
3、简述机器人手部的作用,其分为哪几类?
4、机器人机械夹持式手按手爪的运动方式分为哪两种?
各有何典型机构?
5、机器人吸附式手分为哪两种?
各有何特点?
6、什么是机器人的换接器?
有何作用?
7、机器人腕部的作用是什么?
有哪些典型机构?
8、机器人柔顺腕部结构的作用是什么?
柔顺装配有那两种方法?
如何实现?
9、机器人臂部的作用是什么?
实现两种运动方式的典型机构有哪些?
6/26/2019,工业机器人,第2章机器人系统及设计方法,习题10、机器人机座的作用是什么?
可分为哪两类?
11、机器人的机构简图如何绘制?
12、机器人常见的驱动器有哪些?
13、机器人电动驱动器有哪几种?
14、直接驱动(DD)电机有何特点?
有几种类型?
15、机器人控制系统的组成包括哪些部分?
16、机器人传感器如何分类?
方式和种类有哪些?
17、机器人最基本的控制方法有哪些?
18、机器人轨迹控制的两种方式是什么?
19、机器人的现代控制方法有哪些?
20、机器人系统设计的基本原则有哪些?
21、机器人系统设计分为哪三个阶段?
6/26/2019,工业机器人,6/26/2019,习题什么是齐次坐标?
与直角坐标有何区别?
齐次变换矩阵的意义是什么?
联合变换与单步变换的关系是什么?
已知齐次变换矩阵,如何计算逆变换矩阵?
机器人运动学解决什么问题?
什么是正问题和逆问题?
机器人的坐标系有哪些?
如何建立?
建立运动学方程需要确定哪些参数?
如何辨别关节变量?
第一种和第二种杆件坐标系下,相邻杆件位姿矩阵计算有何区别?
机器人运动学方程的正解和逆解有何特征?
各应用在什么场合?
逆解如何计算?
第3章机器人运动学,工业机器人,习题,第3章机器人运动学,6/26/2019,工业机器人,习题,400,200,6/26/2019,200,第3章机器人运动学,工业机器人,6/26/2019,机器人动力学解决什么问题?
什么是动力学正问题和逆问题?
什么是牛顿方程?
什么是欧拉方程?
什么是惯性张量矩阵?
如何计算?
正向递推的作用是什么?
分哪几步实现?
反向递推的作用是什么?
正向递推和反向递推的初始条件各是什么?
当考虑杆件自重或手部负载为重物时,正向递推初始条件有何变化?
写出机器人动力学模型,并简述各项的含义?
习题,第4章机器人动力学,工业机器人,400,400,m,6/26/2019,习题,第4章机器人动力学,工业机器人,6/26/2019,习题1、控制系统的两大功能是什么?
2、简述两种控制方式及其技术指标。
3、简述控制系统的组成及各个部分的作用。
4、示教再现控制如何实现?
影响示教和记忆的因素有哪些?
5、运动控制如何实现?
可分为哪两步?
6、什么是轨迹规划?
不同控制方式下各在什么坐标空间进行?
7、点位控制(PTP)下的轨迹规划如何实现?
8、连续轨迹控制(CP)下的轨迹规划如何实现?
9、关节运动伺服控制方法有哪些?
第5章机器人控制技术,工业机器人,习题10、机器人语言有哪些分类?
VAL和AUTOPASS语言各有何特点?
第5章机器人控制技术,6/26/2019,工业机器人,6/26/2019,习题课,工业机器人习题课,平移的齐次,一、请写出下列变换的齐次变换矩阵:
坐标系j与i沿矢量变换矩阵;
坐标系j与i绕x轴旋转坐标系j与i绕z轴旋转坐标系j与i先沿矢量,的齐次变换矩阵;
的齐次变换矩阵;
平移,再,绕x轴旋转的齐次变换矩阵。
6/26/2019,工业机器人习题课,平移的齐次,一、解:
坐标系j与i沿矢量变换矩阵:
坐标系j与i绕x轴旋转,的齐次变换矩阵:
6/26/2019,工业机器人习题课,一、解:
坐标系j与i绕z轴旋转,的齐次变换矩阵:
平移,再,坐标系j与i先沿矢量绕x轴旋转的齐次变换矩阵:
6/26/2019,工业机器人习题课,二、已知坐标系j是由坐标系经过以下变换得到的:
i坐标系先绕z轴旋转,然后绕x轴旋转,最后沿坐标系的y轴平移2个单位。
要求:
1、确定坐标系i到坐标系j的齐次变换矩阵;
2、若已知P点在坐标系i中的位置矢量为,则在坐标系j中P点的位置矢量的各坐标分量分别为多少?
6/26/2019,工业机器人习题课,二、解:
1、确定坐标系i到坐标系j的齐次变换矩阵:
6/27/2019,工业机器人习题课,二、解:
2、两坐标系关系为:
6/27/2019,工业机器人习题课三、已知三自由度机器人如图所示。
若机器人机座高为800,杆件1、2的长度分别为400、300,试按步骤建立该机器人手部中心的运动学方程;
若关节1、2的旋转角度分别为、,关节3向下平移的距离为300,试计算该机器人手部中心的位姿矩阵。
6/27/2019,工业机器人习题课,三、解:
1、建立坐标系如图所示:
x0,6/27/2019,z0,x1,x2,x3h,z2,z3h,z1,工业机器人习题课,三、解:
2、确定参数和关节变量:
x0,6/27/2019,z0,x1,x3h,z2,x2z3h,z1,工业机器人习题课,三、解:
3、计算相邻杆件的位姿矩阵:
4、建立机器人手部中心运动学方程为:
若已知,,则有:
6/27/2019,工业机器人习题课,四、已知如图所示机器人的关节速度和加速度分别为,若机器人杆件1、2的长度均为20,试用牛顿欧拉递推公式计算机器人杆件1、2的角速度、角加速度、线速度和线加速度。
6/27/2019,工业机器人习题课,四、解:
2、相邻杆件位姿矩阵为:
3、计算速度和加速度:
已知:
,1关节的速度和加速度为,则1杆件的速度和加速度为:
已知2关节的速度和加速度为,则2杆件的速度和加速度为:
6/27/2019,工业机器人习题课,mh,五、已知图示机器人手部受到一力矩作用,试用牛顿欧拉公式计算机器人的关节驱动力矩。
l1,6/27/2019,l2,d,工业机器人习题课,五、解:
1、确定相邻杆件位姿矩阵
(1)建立坐标系如图所示:
6/27/2019,工业机器人习题课,五、解:
1、确定相邻杆件位姿矩阵
(2)确定参数,6/27/2019,工业机器人习题课,五、解:
1、确定相邻杆件位姿矩阵(3)位姿矩阵,6/27/2019,工业机器人习题课,五、解:
2、已知条件,由题意可知,不需要进行正向递推,只需进行反向递推即可求解关节驱动力矩。
3、反向递推,6/27/2019,工业机器人习题课,六、若要求机器人某关节从静止开始,在2秒钟时到达处且速度为零,试用三次多项式对其运动进行规划,并画出位移、速度和加速度随时间变化的图形。
6/27/2019,工业机器人习题课,六、解:
设关节运动的三次多项式为:
已知,,则由约束条件可得:
联立约束方程即可解得:
则:
,,6/27/2019,工业机器人习题课,六、解:
图形为,6/27/2019,习题课完!
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