一 說在前頭

最近在學習《機器人學導論》（‘Introduction to ROBOTICS’-JOHN CRAIG）,文章內容為學習過程中的摘抄或者感悟，方便今后查閱。

二 機器人相關術語

1. 位置和位姿（Position and Orientation）

描述在三維空間中物體可以用兩個特性來描述：位置和位姿。
為了描述空間物體的位置和位姿，我們一般先在物體上設置一個坐標系（或位姿）。
位置和姿態的組合稱為位姿。

2. 操作臂正運動學（Forward Kinematics of Manipulators）

在不考慮引起操作臂運動的力的情況下，運動學研究物體的運動。研究位置、速度、加速度和位置變量對于時間或者其他變量的高階微分。
操作臂的研究對象：運動的全部幾何和時間特性。
正運動學是一個計算操作臂末端執行器位置和位姿的靜態幾何問題。

給定一組關節角的值，正運動學問題是計算工具坐標系相對于基坐標系的位置和姿態（也稱為從關節空間描述到笛卡爾空間描述的操作臂位置表示）
在笛卡爾空間中，我們用三個變量來描述空間一個點的位置，而用另外三個變量描述物體的姿態，有時成此為任務空間或者操作空間。

Link：連桿——操作臂由剛性連桿組成
Joint：關節——相鄰連桿由關節連接起來
Joint angles：關節角——轉動關節產生的位移
Sliding (or prismatic) joint：滑動關節（或稱移動關節）——兩個相鄰連桿的相對位移是直線運動
Joint offset：關節偏移量——滑動關節產生的位移
Degrees of freedom(DOF)：自由度——自由度的個數是操作臂中具有獨立位置變量的數目，如6DOF即6自由度
End-effector：末端執行器——組成操作臂的運動鏈的自由端，如機械臂的夾爪
Tool frame：工作坐標系——位于末端執行器上的坐標系
Base frame：基坐標系——位于操作臂固定底座的坐標系
Joint value：關節變量

3. 操作臂逆運動學（Inverse Kinematics of Manipulators）

給定操作臂末端執行器的位置和姿態，計算所有可達到給定位置和姿態的關節角。

4. 速度，靜力，奇異點

Jacobian：雅克比矩陣——定義了從關節空間速度向笛卡爾空間速度的映射，進行機構的速度分析
Singularities：奇異點——所有機械裝置都有這個問題，當操作臂處于奇異點上時，其中一個或者多個轉動關節卻失效了，好像只有一個自由度（如機械臂運動到垂直向上時，僅有仰角），這種情況叫機構的局部退化（locally degenerate），由結構奇異點造成（singularity of the mechanism）
Joint torques：關節力矩

5. 動力學（Dynamics）

6. 軌跡生成（Trajectory generation）

7. 操作臂設計與傳感器（Manipulator design and sensors）

8. 線性位置控制（Linear position coutrol）和非線性位置控制（Nonlinear position coutrol）
9. 力控制（Force control）

三 符號

大寫字母的變量表示矢量或者矩陣，小寫字母表示標量。

左下標和左上標表示變量所在的坐標系。 ^AP表示坐標系{A}中的位置矢量，_B^AR是確定坐標系{A}和坐標系{B}相對關系的旋轉矩陣。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的机器人学导论—机器人相关术语的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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