1.坐标变换及矢量表示
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0.1 简述工业机器人的定义,说明机器人的主要特征。
答:机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具、或专用装置,通过可编程动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。
1.机器人的动作结构具有类似于人或其他生物体某些器官(肢体、感官等)的功能。
2.机器人具有通用性,工作种类多样,动作程序灵活易变。
3.机器人具有不同程度的智能性,如记忆、感知、推理、决策、学习等。
4.机器人具有独立性,完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。
0.2工业机器人与数控机床有什么区别?答:1.机器人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链;2.工业机器人一般具有多关节,数控机床一般无关节且均为直角坐标系统;3.工业机器人是用于工业中各种作业的自动化机器而数控机床应用于冷加工。
4.机器人灵活性好,数控机床灵活性差。
0.5简述下面几个术语的含义:自有度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。
答:自由度是机器人所具有的独立坐标运动的数目,不包括手爪(末端执行器)的开合自由度。
重复定位精度是关于精度的统计数据,指机器人重复到达某一确定位置准确的概率,是重复同一位置的范围,可以用各次不同位置平均值的偏差来表示。
工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合,也叫工作区域。
工作速度一般指最大工作速度,可以是指自由度上最大的稳定速度,也可以定义为手臂末端最大的合成速度(通常在技术参数中加以说明)。
承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。
0.6什么叫冗余自由度机器人?答:从运动学的观点看,完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。
0.7题0.7图所示为二自由度平面关节型机器人机械手,图中L1=2L2,关节的转角范围是0゜≤θ1≤180゜,-90゜≤θ2≤180゜,画出该机械手的工作范围(画图时可以设L2=3cm)。
1.1 点矢量v 为]00.3000.2000.10[T ,相对参考系作如下齐次坐标变换:A=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--10000.9000.1000.0000.00.3000.0866.0500.00.11000.0500.0866.0 写出变换后点矢量v 的表达式,并说明是什么性质的变换,写出旋转算子Rot 及平移算子Trans 。
为确保整个项目旋转坐标的统一性,先
统一各坐标的方向和位置
定义1:abc 坐标轴,以a 轴位起始,逆时针旋转,
120°为b 轴,240°为c 轴。
αβ坐标轴,α轴与a 轴重合,α轴逆时针旋转
90°为β轴。
QD 坐标轴,Q 轴与a 轴形成θ角,a 轴静止,
而Q 轴旋转,θ随Q 轴的旋转位置而变,D 轴为Q 轴
顺时针旋转90°所在位置。
定义1只是数学层面上的坐标设定还未牵涉到各物
理量!!
对于三相平衡的电压,其就是一个旋转矢量,假设其与Q 轴重合,而将三相电流投影到以电压矢量为Q 轴的旋转矢量上。
通过已知的 、 、 可以通过变换,将其转换为 、 。
如果电压矢量的角度 已知,则可以将
、 转
换到以电压矢量为Q 轴的QD 坐标轴上,如右图。
由图中可以看到:
定义2:投影在电压矢量上的电流分量 为有功
电流,垂直于电压矢量的电流分量 为无功分量。
通过如上定义,可以将三相电压或者电流分
量,在各坐标轴之间转换。
因此有:
23 1 12 120
√3 √3 cos sin sin
cos 23 1 1 10
√32 √32 cos sin sin cos。