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1、第1章 1机器人组成系统的4大部分:机构部分、传感器组、控制部分、信息处理部分2机器人学的主要研究内容:研究机器人的控制与被处理物体间的相互关系3机器人的驱动方式:液压、气动、电动4机器人行走机构的基本形式:足式、蛇形式、轮式、履带式5机器人的定义:由各种外部传感器引导的、带有一个或多个末端执行器、通过可编程运动,在其工作空间内对真实物体进行操作的软件可控的机械装置6机器人的分类:1工业机器人2极限环境作业机器人3医疗福利机器人7操作臂工作空间形式:1直角坐标式机器人2圆柱坐标式机器人3球坐标式机器人 4 scara机器人5关节式机器人 8机器人三原则 第一条:机器人不得伤害人类.第二条:机器
2、人必须服从人类的命令,除非这条命令与第一条相矛盾。第三条:机器人必须保护自己,除非这种保护与以上两条相矛盾。第2章1、什么是位姿:刚体参考点的位置和姿态2、RPY角与欧拉角的共同点:绕固定轴旋转的顺序与绕运动轴旋转的顺序相反并且旋转角度相同,能得到相同的变换矩阵,都是用三个变量描述。欧拉角为左乘RPY角为右乘。 RPY中绕x旋转为偏转绕y旋转为俯仰绕z旋转为回转 3 、矩阵的左乘与右乘:左乘(变换从右向左)指明运动相对于固定坐标系 右乘(变换从左向右)指明运动相对于运动坐标系4、 齐次变换:表示同一点相对于不同坐标系B和A的变换,描述B相对于A的位姿5、 自由矢量:完全由他的维数、大小、方向,
3、三要素所规定的矢量6、 线矢量:由维数、大小、方向、作用线,四要素所规定的矢量7、 齐次变换矩阵 8、 其次坐标变换为旋转矩阵为B的原点相对A的位置矢量9、 旋转矩阵:绕x轴y轴z轴10、 变换矩阵求逆:已知B相对于A的描述求A相对于B的描述11、12、 运动学方程第3章 1、操作臂运动学研究的是手臂各连杆间的位移、速度、加速度关系 3、运动学反解方法:反变换法、几何法、pieper解法 4、大多数工业机器人满足封闭解的两个充分条件之一 三个相邻关节轴,1交于一点2相互平行 5、连杆参数:1、 2、 3、 4、 6、连杆变换通式: 7、灵活空间:机器人手抓能以任意方位到达的目标点的集合 8、可
4、达空间:机器人手抓至少一个方位到达的目标点的集合 工作空间:反解存在的区域就是工作空间 9、机器人操作臂运动学反解数决定于:关节数、连杆参数、关节的活动范围 10、操作臂运动学反解方法有 1封闭解法(获得封闭解的方法有代数解、几何解) 2数值解法。 第4章 1、 操作臂的雅可比矩阵:定义为操作速度与关节速度的线性变换,可看成是从关节空间到操作空间运动速度的传动比2、 操作臂奇异形位:对于这些形位操作臂的雅可比矩阵的秩减少3、 自动生成雅可比步骤(知道各连杆变换) 1、计算各连杆变换、 2、计算各连杆到末端连杆的变换 3、计算雅可比矩阵J(q)的各列元素,第i列 4、 末端广义力矢量:机器人与外
5、界环境相互作用时,在接触的地方要产生力和力矩统称为末端广义力矢量5、 虚位移:满足机械系统几何约束的无限小位移第5章 1、 建立运动学方程的方法:拉格朗日法、牛顿-欧拉法、高斯法、凯恩法、旋量对偶数法2、 研究机器人动力学的目的:动力学问题与操作臂的仿真研究有关,逆问题是为了实施控制的需要,利用动力学模型实现最优控制,以期达到良好的动态性能和最优指标。3、 动力学研究的是:物体的运动和受力的关系4、 动力学模型主要用于机器人的设计和编程5、 点的速度涉及两个坐标系:点所在的坐标系的速度,点相对于坐标系的速度6、牛顿欧拉法递推动力学问题的步骤:1、 向外递推计算各连杆的速度和加速度,由牛顿欧拉公
6、式算出连杆的惯性力和力矩2、 向内递推计算各连杆相互作用力和力矩,以及关节驱动力和力矩7、 拉格朗日函数:对于任何机械系统,拉格朗日函数定义为系统点的动能与势能之差 即第6章 1、 规划:在人工智能的研究范围中,规划实际就是问题的一种求解技术。即从某个特定问题的初始状态出发,构造一系列操作步骤,达到解决该问题的目标状态2、 轨迹:操作臂在运动过程中的位移、速度和加速度3、 轨迹规划:根据作业任务的要求计算预期的运动轨迹4、 机器人的作业运动方式:点到点运动、轮廓运动5、关节轨迹的插值法:三次多项式插值、过路径点的三次多项式插值、用抛物线过渡的线性插值、过路径点的用抛物线过渡的线性插值 、高阶多项式插值。