什么是机器人运动学，动力学？

Question

如题所述

Answer 1

1、机器人运动学

机器人运动学主要包括两方面内容:

(1) 运动学正运算 已知各关节角值,求工具在空间的位置和姿态。实际上这是建立运动学方程的过程。如果通过传感器(通常为绝对编码器)获得各关节变量的值，就可以确定机器人末端连杆上工具的位置和姿态。这样就解决了机器人的正运动学问题。

(2)运动学逆运算 已知工具的位姿，求各关节角值，这是求解运动学方程的问题。换句话说,机器人运动学方程，描述的是末端连杆(工具)相对于基坐标系之间的变换矩阵与关节变量之间的关系，是运动学方程求解的过程。 机器人运动学只限于对机器人相对于参考坐标系的位姿和运动问题的讨论，未涉及引起这些运动的力和力矩以及与机器人运动的关系。

2、机器人动力学

机器人动力学主要研究机器人运动和受力之间的关系，目的是对机器人进行控制、优化设计和仿真。机器人动态性能不仅与运动学因素有关，还与机器人的结构形式、质量分布、执行机构的位置、传动装置等对动力学产生重要影响的因素有关。

（1）机器人是一个复杂的动力学系统，在关节驱动力矩(驱动力)的作用下产生运动变化,或与外载荷取得力矩平衡。

（2）机器人控制系统是多变量的、非线性的自动控制系统，也是动力学耦合系统,每一个控制任务本身就是一个动力学任务。

（3）动力学的正、逆问题:

①正问题是已知机器人各关节的作用力或力矩，求机器人各关节的位移、速度和加速度(即运动轨迹),主要用于机器人的仿真；

②逆问题是已知机器人各关节的位移、速度和加速度，求解所需要的关节作用力或力矩，以便实现实时控制。 机器人动力学的实质，即求解机器人动态特性的运动方程式，一旦给定输入的力或力矩，就确定了系统的运动结果。