《機器人學導論–Join J.Craig》第一章 緒論

1.1 背景
1. 機器人取代人：人工成本原來越高，工業機器人的成本越來越低，且無需人工那些福利、待遇等，屬於一本萬利。隨著工業機器人越來越便宜，功能越來越強大，一些重複性、需要大量勞力的工作，將會被機器人越來越多的從事。
2. 機器人：多次程式設計，可完成多種複雜工作；專用的自動化裝備：可程式設計，但主要功能被限定用來執行同一型別的任務。

1.2 術語
位姿：物體相對於某個座標系的位置和姿態。
運動學：研究物體的運動，如位置、速度、加速度等，而不考慮引起這總運動的力。
連桿、關節、關節角、關節偏距：機械臂有連桿組成，相鄰連桿由科作相對運動的關節連線。轉動關節的位移稱為關節角；滑動或者移動關節的位移是直線運動，此位移稱關節偏距。
自由度：操作臂中具有獨立位置變數的數目，通常每個關節位置都由一個獨立的變數定義，因此關節數目等於自由度數目。
末端執行器：安裝在操作臂的自由端。根據應用場景的不同，末端執行器可以是夾具、焊槍、電磁鐵或者其他裝置。
工具座標系附著於末端執行器，用於描述操作臂的位置。
基座標系是與操作臂固定底座相連。工具座標系與基座標系如圖1-6。

操作臂正運動學：
給定一組關節角的值，計算工具座標系相對於基座標系的位姿，即操作臂位置由關節空間描述換算到笛卡爾空間描述。這是靜態的幾何問題。通俗的說，就是給定各個關節的引數，計算末端執行器的位姿。
操作臂逆運動學：
給定操作臂末端執行器的位姿，計算所有可達給定位姿的關節角（重要且實際）。通俗的說，就是給定末端執行器的位姿，問各個關節的引數。
雅克比矩陣：
定義了從關節空間速度向笛卡爾空間速度的對映，隋操作臂位形的變化而變化。用於對操作臂進行機構的速度分析。
奇異點與退化（書上講的太經典！！！）：



動力學：
主要研究產生運動所需要的力。通過關節驅動器產生一組複雜的力矩函式來實現末端執行器從加速到恆速，最後減速停止的運動。
動力學方程一個作用是用於操作臂的運動控制，另一個就是操作臂的運動進行模擬。
軌跡生成：
平穩控制操作臂從一點運動到另外一點，通常是使每個關節按照指定的時間連續函式來運動。軌跡生成就是如何準確計算出這些運動函式。

線性位置控制
機械臂由驅動器提供力或力矩，用於產生期望運動的力矩由動力學演算法來計算，同時需要位置控制系統的控制演算法對位置、速度感測器檢測，以計算驅動器的力矩指令。
力控制
末端執行器在平面進行運動時，需要力-位置混合控制系統。力控制是操作臂控制力的能力的控制方法。
可程式設計機器人
“柔性”，指可程式設計的意思。
TCP(工具中心點)
操作者將操作臂手部上（或抓持器上）的一個特殊點指定為操作點（TCP），通過操作點相對於使用者座標系的期望位置來描述機器人的運動。
離線程式設計與模擬
機械臂的程式設計與生產分離，可在機械臂的生產過程中記性程式設計，兩者不相互影響。
1.3 符號




所思所想，所感所悟，共同成長。cgrowth.