Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Копия в рио.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
09.11.2019
Размер:
9.1 Mб
Скачать

1. Кинематика манипуляторов

1.1. Манипулятор как система твердых тел

Как уже говорилось во введении, манипулятор представляет собой совокупность твердых тел. Каждое следующее тело движется относительно предыдущего. Перенумеруем тела числами от 0 до n. Телом с номером 0 будет стойка, а телом с номером n – схват. С каждым телом свяжем свою систему координат (рис. 1.1).

Рассмотрим движение i-го тела относительно (i – 1)-го (рис. 1.2). Будем считать, что i-е тело вместе с привязанной к нему системой координат Pixiyizi произвольно движется относительно (i – 1)-го тела, а (i – 1)-е тело вместе с привязанной к нему системой координат Pi–1xi–1yi–1zi–1 не движутся.

Поскольку система Pixiyizi связана с i-м телом, то координаты каждой точки тела i известны в i-й системе и неизвестны в (i – 1)-й системе.

Выведем формулу, по которой можно будет вычислять координаты любой точки в (i – 1)-й системе, имея координаты этой точки в i-й системе.

С помощью такой формулы можно будет вычислить координаты всех точек i-го тела в (i – 1)-й системе и благодаря этому получить полную информацию о движении i-го тела относительно (i – 1)-й системы координат.

Возьмем произвольную точку i-го тела и обозначим ее через А. Мысленно уберем (i–1)-е и i-е тела. Получаем картину, изображенную на рис. 1.3.

Считаем, что xiA, yiA, ziA известны.

Для облегчения нашей задачи введем еще одну систему координат Pixyz, начало которой всегда будет совпадать с началом системы Pixiyizi, а оси этой системы во время движения всегда будут параллельны осям системы Pi1xi1yi1zi1 (рис. 1.4).

Мы видим, что система Pixiyizi вращается около системы Pixyz, имея с ней одну общую точку Pi, а система Pixyz движется поступательно относительно системы Pi1xi1yi1zi1. Наша задача определения координат (xi-1A, yi1A, zi1A) по координатам (xiA, yiA, ziA) разбивается на две подзадачи:

1. Имея координаты (xiA, yiA, ziA), вычислить координаты (xA, yA, zA) в системе Pixyz. Решение этой подзадачи дается в п. 1.2.

2. Имея координаты (xA, yA, zA), вычислить координаты (xi1A, yi1A, zi1A) в системе Pi1xi1yi1zi1. Решение этой подзадачи дается в п. 1.3.