主要内容

机器人动力学

机器人动力学是作用在机器人上的力与机器人最终运动之间的关系。在机器人系统工具箱中™, 操纵器动力学信息包含在刚体树对象此对象描述了具有多个顶点的刚体树模型刚体通过网络连接的对象刚体关节物体。这个刚体关节,刚体和刚体树对象都包含与机器人运动学和动力学相关的信息。

笔记

要使用动力学功能，必须设置数据格式财产“行”或“专栏”. 此设置接受输入并将输出作为行或列向量提供给相关机器人计算，例如机器人配置或关节扭矩。

动力学性质

使用robot dynamics时，请使用上的属性指定操纵器机器人的各个实体的信息刚体物体：

  • 大量-刚体的质量，单位为千克。

  • 重心-刚体的质心位置，指定为[x y z]矢量。该矢量描述了质心相对于车身骨架的位置，单位为米。

  • 缺乏活力-刚体的惯性，指定为[Ixx Iyy Izz Izz Ixz Ixy]相对于车身框架的矢量，单位为千克平方米。向量的前三个元素是向量的对角元素惯性张量（惯性矩）。最后三个元素是惯性张量（惯性的乘积）的非对角元素。惯性张量是一个正定矩阵：

有关整个操纵器机器人模型的信息，请指定这些刚体树对象属性：

  • 重力-机器人所经历的重力加速度，指定为[x y z]向量，单位为米/秒平方。默认情况下，没有重力加速度。

  • 数据格式-运动学和动力学功能的输入和输出数据格式。将此属性设置为“行”或“专栏”使用动力学函数。此设置接受输入并将输出作为行或列向量提供给相关机器人计算，例如机器人配置或关节扭矩。

动力学函数

以下动力学功能可用于机器人操纵器。在指定了系统上的所有相关动力学特性后，可以使用这些函数刚体树机器人模型。

  • 正向动力学-计算给定关节扭矩和状态的关节加速度

  • 逆动力学-计算给定所需运动的所需关节力矩

  • 外力-组成相对于基座的外力矩阵

  • 地心引力-计算补偿重力的关节力矩

  • 重心-计算质心位置和雅可比矩阵

  • 质量矩阵-计算关节空间质量矩阵

  • 速度积-计算抵消速度诱导力的关节力矩

另见

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