機械手臂 座標系

2022-08-26 07:39:07 字數 2295 閱讀 5530

1.六軸機械手臂一般使用6個量來表示其空間點(位置與姿態)

表示空間姿態的有三種方式:rpy角(roll pitch yaw)和尤拉角(euler angles

),旋轉矩陣

rpy:先繞z軸旋轉,再繞y軸旋轉,最後是繞x軸旋轉。

尤拉角:先繞z軸旋轉,再繞y軸旋轉,最後再繞z軸旋轉

旋轉矩陣:先繞x軸旋轉,再繞y軸旋轉,最後再繞z軸旋轉。

(1).staubli是使用旋轉矩陣

(2).abb使用尤拉角

3.trsf介紹

史陶比爾的trsf可以表示為乙個在三維空間中任意一點的位置與姿態。一共六個量。

trsf=  其中rx,ry,rz的取值範圍是(-180~180)

x表示在

x軸方向上的平移

y表示在

y軸方向上的平移

z表示在

z軸方向上的平移

(r是rotate, 表示旋轉的意思)

rx表示在

x軸方向的旋轉

ry表示在

y軸方向的旋轉

rz表示在

z軸方向的旋轉

順序:先平移x,

再平移y,

然後z,

接著旋轉

rx,再旋轉

ry,最後旋轉

4 trsf與四階矩陣的相互轉化

trsf每乙個量都可以表示為乙個四階矩陣。

其中   =trsf.rx; =trsf.ry; =trsf.rz; x=trsf.x/1000,y=trsf.y/1000,z=trsf.z/1000

5.空間位置矩陣一般都是表示為   

n,o,a,p  是三維的列向量 , 其中 n,o,a,p是相互正交的單位向量 , 表示了該座標系相對於參考座標系的姿態, p 

向量表示了該座標系原點相對於參考座標系的位置。

注: n 

向量表示了該座標系的 

x 軸方向, 

o 向量表示了該座標系的 

y 軸方向, 

a 向量表示了該座標系的 

z 軸方向

6.轉換矩陣與trsf之間的關係是:

從矩陣轉換為trsf時,一般至少有兩解

由於範圍均在(-180~

180)內,tan和

sin可以獲得兩個解。

比如(30,120,-45)(-150,60,135)

在某些模擬器其中,會進行強制轉換。rx強制在(-90~90)之間。

但是在程式中是可以賦值,運動的。

7.trsf的逆運算

trsf的逆就是其矩陣的逆  matrix(x)*matrx(y)*matrix(z)*matrix(rx)*matrix(ry)*matrix(rz)的逆,那麼就是六個逆矩陣倒乘。

matrix(rz),matrix(ry),matrix(rx),matrtix(z),matrix(y),matrix(x)的逆矩陣分別是

其逆陣就是上面六個式子相乘。

*那麼為

根據旋轉矩陣就可以得到逆陣的x,y,z,rx,ry,rz

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