Лекция9

1. Моделирование и исследование подводных робототехнических систем

2. Манипулятор

Управление манипулятором
Прямая и обратная задачи
кинематики
Прямая и обратная задачи
динамики
кинематическая схема;
геометрические параметры;
инерционные параметры;
сило-моментные характеристики.

3. Кинематическая схема манипулятора

Кинематическая схема манипулятора включает:
количество звеньев, типы соединяющих их шарниров (вращательные или
поступательные) и их положение;
системы координат звеньев;
местоположение каждого звена в системах координат соседних;
базовая система координат манипулятора.

4. Положение звеньев

Количество звеньев, тип соединяющих их шарниров и положение шарниров
можно описать с помощью обобщенных параметров:
Шарнир вращательного типа
Шарнир поступательного типа

5. Системы координат звеньев

Каждому звену соответствует ортогональная декартова система
координат (СК).
В Simscape Multibody:
• центр СК расположен в геометрическом центре звена;
• оси направлены произвольно.
В кинематической модели:
• центр СК расположен в месте крепления шарнира,
соединяющего это звено с предыдущим;
• ось Z направлена по оси вращения шарнира
предыдущего звена, ось X направлена вдоль звена.

6. Система координат звеньев в Simscape Multibody

7. Системы координат звеньев в кинематической модели

x
y
z

8. Взаимное расположение звеньев

Описание взаимного расположения звеньев является описанием положения и
ориентации системы координат звена в системах координат соседних звеньев.
В Simulink Multibody используется блок RigidTransform.
В описании кинематической модели используются:
• углы Эйлера;
• вектор линейных смещений;
• кватернионы;
• параметры Денавита-Хартенберга;
• матрица направляющих косинусов;
• однородная матрица преобразования…

9. Взаимное расположение звеньев в кинематической модели Параметры Денавита-Хартенберга

Четверка чисел, описывающее положение следующего звена
манипулятора в системе координат предыдущего: