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(简答题)

试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。

正确答案

静力学指在机器人的手爪接触环境时,在静止状态下处理手爪力F与驱动力τ的关系。动力学研究机器人各关节变量对时间的一阶导数、二阶导数与各执行器驱动力或力矩之间的关系,即机器人机械系统的运动方程。而运动学研究从几何学的观点来处理手指位置与关节变量的关系。在考虑控制时,就要考虑在机器人的动作中,关节驱动力τ会产生怎样的关节位置θ、关节速度
θ、关节加速度
θ,处理这种关系称为动力学(dynamics)。对于动力学来说,除了与连杆长度有关之外,还与各连杆的质量,绕质量中心的惯性矩,连杆的质量中心与关节轴的距离有关。运动学、静力学和动力学中各变量的关系如下图所示。图中用虚线表示的关系可通过实线关系的组合表示,这些也可作为动力学的问题来处理。

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