工業(yè)機器人教案

1、教案（章、節(jié)備課）學(xué)時：8章、節(jié)第二章第二章操作臂運動學(xué)操作臂運動學(xué)第一節(jié)齊次坐標(biāo)與動系位姿矩陣第二節(jié)齊次變換第三節(jié)機器人的位姿分析第四節(jié)機器人的運動學(xué)教學(xué)目的和要求機器人運動學(xué)研究機器人運動的幾何關(guān)系，而不考慮引起運動的力。掌握機器人運動學(xué)的基礎(chǔ)知識，包括齊次坐標(biāo)、齊次變換、連桿參數(shù)及機器人正向和逆向運動學(xué)。掌握齊次坐標(biāo)及齊次變換；掌握工業(yè)機器人桿件坐標(biāo)系建立的方法及其齊次變換矩陣；掌握工業(yè)機器人運動學(xué)方程。教學(xué)重點難點重點:齊次坐標(biāo)

2、和齊次變換；機器人運動學(xué)方程。難點：桿件坐標(biāo)系建立的方法；坐標(biāo)系間的齊次變換矩陣。教學(xué)進(jìn)程（含章節(jié)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時分配、教學(xué)方法、教學(xué)手段、輔助手段）第一節(jié)位姿描述2學(xué)時講授1.齊次坐標(biāo)2.動系的位姿表示第二節(jié)齊次變換2學(xué)時講授1.旋轉(zhuǎn)齊次變換2.平移齊次變換3.復(fù)合變換第三節(jié)操作臂的位姿分析2學(xué)時講授1.桿件坐標(biāo)系的建立2.連桿坐標(biāo)系間的變換矩陣第四節(jié)操作臂的運動學(xué)2學(xué)時講授1.機器人的運動學(xué)2.機器人逆運動學(xué)的解作業(yè)主要參考資料教材:

3、熊有倫，機器人技術(shù)基礎(chǔ)，華中科技大學(xué)出版社，1996教學(xué)參考書：1、劉極峰，機器人技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社，20062、陳懇，機器人技術(shù)與應(yīng)用，清華大學(xué)出版社，20063、蔡自興，機器人學(xué)，清華大學(xué)出版社，2005備注圖2.2坐標(biāo)軸及矢量的方向表示圖2.4連桿的位姿表示四、矢量的方向表示圖2.2中所示的矢量u的方向用4?1列陣可表達(dá)為：u=[abc0]Ta=cos?，b=cos?，c=cos?圖2.2中所示的矢量u的起點O為坐標(biāo)原點，用

4、4?1列陣可表達(dá)為：O=[0001]T例2.1用齊次坐標(biāo)表示圖2.3中所示的矢量u、v、w的坐標(biāo)方向。圖2.3用不同方向角表示方向矢量u、v、w2.1.2位姿描述在機器人坐標(biāo)系中，運動時相對于連桿不動的坐標(biāo)系稱為靜坐標(biāo)系，簡稱靜系；跟隨連桿運動的坐標(biāo)系稱為動坐標(biāo)系，簡稱為動系。動系位置與姿態(tài)的描述稱為動系的位姿表示，是對動系原點位置及各坐標(biāo)軸方向的描述。一、連桿的位姿描述設(shè)有一個機器人的連桿，若給定了連桿PQ上某點的位置和該連桿在空間的