机器人动力学
这个话题不同的细节元素、属性和刚体机器人动力学方程。机器人动力学力之间的关系在一个机器人和机器人的产生的运动。在机器人系统工具箱™,机械手动力学信息包含在一个rigidBodyTree对象,它指定了刚体,附件分,运动学和动力学计算和惯性参数。
请注意
使用动态对象的功能,你必须设置DataFormat财产的rigidBodyTree对象“行”或“列”。这些设置接受输入并返回输出行或列向量,分别对有关机器人的计算,比如机器人配置或关节力矩。
动态属性
使用机器人动力学时,指定的信息对个人身体机械手机器人的使用这些属性rigidBody对象:
质量——在公斤刚体的质量。CenterOfMass——刚体质心的位置指定为一个向量的形式[x y z]。向量描述刚体的质量中心的位置,相对于车身骨架,在米。的centerOfMass刚体目标函数使用这些属性值时,计算机器人的质心。惯性——刚体的惯性,指定为一个向量的形式[Ixx Iyy伊茨Iyz Ixz Ixy]。向量是相对于车身骨架在公斤平方米。的惯性张量是一个正定矩阵形式:
前三个元素的
惯性矢量转动惯量,对角元素的惯性张量。最后三个元素的乘积惯性,惯性张量的非对角元素。
相关信息整个机械手机器人模型,指定这些rigidBodyTree对象属性:
重力——重力加速度有经验的机器人,作为指定[x y z]向量在m / s2。默认情况下,没有重力加速度。DataFormat——输入和输出数据格式的运动学和动力学函数,指定为“结构”,“行”,或“列”。
动力学方程
机械手刚体动力学方程由:
也写为:
地点:
——是基于当前的机器人关节空间质量矩阵配置。通过计算矩阵
massMatrix对象的功能。——是科里奥利,乘以 计算速度的产品。计算速度使用的产品
velocityProduct对象的功能。——是所有关节所需的力矩和力重力维持他们在指定的重力
重力。通过计算重力力矩gravityTorque对象的功能。——联合指定的雅可比矩阵几何配置。利用计算几何的雅可比矩阵
geometricJacobian对象的功能。-是一个矩阵的外部力量应用于刚体。生成外部力量通过使用
externalForce对象的功能。力矩和力——联合应用直接作为一个向量的每个关节。
——联合配置、关节速度和关节加速度分别作为单独的向量。对于转动关节,指定值弧度,rad / s, rad / s2,分别。对于移动关节,指定在米,m / s和m / s2。
直接计算动力学,使用forwardDynamics对象的功能。函数计算关节加速度为指定的上述输入的组合。
实现一个特定的运动,使用inverseDynamics对象的功能。函数计算所需的关节力矩达到指定的配置,速度,加速度,外部力量。
另请参阅
功能
forwardDynamics|inverseDynamics|externalForce|geometricJacobian|gravityTorque|centerOfMass|massMatrix|velocityProduct
