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  • 机械手臂坐标系

    1.六轴机械手臂一般使用6个量来表示其空间点(位置与姿态)
    表示空间姿态的有三种方式:RPY角(roll pitch yaw)和欧拉角(euler angles),旋转矩阵

    RPY:先绕Z轴旋转,再绕Y轴旋转,最后是绕X轴旋转。
    欧拉角:先绕Z轴旋转,再绕Y轴旋转,最后再绕Z轴旋转
    旋转矩阵:先绕X轴旋转,再绕Y轴旋转,最后再绕Z轴旋转。

    (1).staubli是使用旋转矩阵
    (2).ABB使用欧拉角


    2.姿态等效旋转轴的计算
    百度文库中有个详细的介绍 http://wenku.baidu.com/view/d2b7345a804d2b160b4ec0a0.html

    3.trsf介绍
    史陶比尔的Trsf可以表示为一个在三维空间中任意一点的位置与姿态。一共六个量。
    trsf={x,y,z,rx,ry,rz}  其中rx,ry,rz的取值范围是(-180~180)

    x表示在X轴方向上的平移
    y表示在Y轴方向上的平移
    z表示在Z轴方向上的平移
    (rrotate, 表示旋转的意思)
    rx表示在X轴方向的旋转
    ry表示在Y轴方向的旋转
    rz表示在Z轴方向的旋转

    顺序:先平移x,再平移y,然后z,接着旋转rx,再旋转ry,最后旋转rz

    4 trsf与四阶矩阵的相互转化
    trsf每一个量都可以表示为一个四阶矩阵。

                                

                         

     trsf=matrix(x)*matrix(y)*matrix(z)*matrix(rx)*matrix(ry)*matrix(rz)

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

    5.空间位置矩阵一般都是表示为   

    n,o,a,p  是三维的列向量 , 其中 n,o,a,p是相互正交的单位向量 , 表示了该坐标系相对于参考坐标系的姿态, 向量表示了该坐标系原点相对于参考坐标系的位置。
    注: 向量表示了该坐标系的 轴方向, 向量表示了该坐标系的 轴方向, 向量表示了该坐标系的 轴方向

     

    6.转换矩阵与trsf之间的关系是:

     

     从矩阵转换为trsf时,一般至少有两解

    由于范围均在(-180180)内,tansin可以获得两个解。
    比如(30,120,-45)(-150,60,135)
    在某些模拟器其中,会进行强制转换。rx强制在(-90~90)之间。

     

    但是在程序中是可以赋值,运动的。

     

    7.trsf的逆运算
    trsf的逆就是其矩阵的逆  matrix(x)*matrx(y)*matrix(z)*matrix(rx)*matrix(ry)*matrix(rz)的逆,那么就是六个逆矩阵倒乘。
    matrix(rz),matrix(ry),matrix(rx),matrtix(z),matrix(y),matrix(x)的逆矩阵分别是

          
    其逆阵就是上面六个式子相乘。

     *
    那么为

    根据旋转矩阵就可以得到逆阵的x,y,z,rx,ry,rz

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