机器人坐标变换（机器人坐标变换矩阵）

目录：

• 1、机械手的工具位置与姿态如何描述与分析?
• 2、机器人速度矢量的坐标变换为什么只需左乘旋转矩阵?
• 3、工业机器人的坐标变换分为哪几种?
• 4、机器人位姿描述与坐标变换

机械手的工具位置与姿态如何描述与分析?

机器人的位姿描述与坐标变换是进行工业机器人运动学和动力学分析的基础。位姿代表位置和姿态。任何一个刚体在空间坐标系（OXYZ）中可以用位置和姿态来精确、唯一表示其位置状态。

机械手末端的位置和姿态通常用相对于基坐标系的齐次变换矩阵描述。以线性函数插值为例，可否对齐次变换矩阵的所有元素在相邻点之间进行线性插值？回答是否定的。因为齐次变换矩阵的各元素并不独立，它们需满足一定的关系。

您好！在直角坐标机械手中，通常会有一个坐标系来描述机械手的位置和姿态。这个坐标系通常是由多个轴组成的，其中R轴是其中之一。R轴通常用于描述机械手在一个平面上的移动，例如平面上的平移或旋转。在直角坐标机械手中，R轴的坐标原点通常是指R轴的起始位置，也可以理解为R轴的零点。

确定机械手的运动轨迹和姿态：在调试前需要确定机械手的姿态和运动轨迹，并仿真验证，确保机械手足够灵活。 选择正确的夹具：根据要取的物体特点和形状，选择正确的夹具进行夹取，以确保稳定性。

接下来，通过调用机械手控制器中的工具坐标系设置程序，输入工具坐标系相对于机械手臂末端的位移和旋转角度。这一步骤需要根据实际情况调整，以确保工具坐标系能够准确地反映工具在机械手末端的具体位置和姿态。完成以上步骤后，工具坐标系便成功建立。

机器人速度矢量的坐标变换为什么只需左乘旋转矩阵?

1、在处理机器人速度矢量的坐标变换时，我们只需要进行左乘旋转矩阵的操作。这是因为横坐标变换的本质是旋转操作。具体来说，当我们需要将一个向量从一个坐标系转换到另一个坐标系时，实际上是将该向量在新坐标系下的表示进行重新计算。在三维空间中，旋转可以由旋转矩阵来描述。

2、在机器人运动学中，线性变换（如旋转）在不同坐标系下会有不同的表示形式，但它们之间存在一种关系，这种关系与坐标系间的相对姿态有关。

3、在机器人学中，通常使用左乘的形式来表示空间点或向量在坐标系变换后的新坐标系中的坐标，即 $p = T_l p$，而使用右乘的形式来表示从新坐标系中的坐标计算出对应的原坐标系中的坐标，即 $p = T_r p$。这种习惯用法可以减少矩阵乘法的计算量和内存占用。

4、旋转矩阵在机器人学中至关重要，涉及方向与姿态变换。首先，理解右手系笛卡尔坐标与向量表达至关重要。右手系笛卡尔坐标定义了空间中的点与向量。在右手系坐标中，点P在坐标系KS0与KSB之间的向量表达如下：向量rBP在KS中的表达为：通过点乘向量与坐标系基底向量，可计算出该向量的坐标。

工业机器人的坐标变换分为哪几种?

1、工业机器人的坐标变换主要分为四种类型。首先，关节坐标系是机器人沿各轴轴线进行单独动作时所使用的坐标系。这种坐标系在机器人调试完成后设定，并且一旦设定，便不可更改。其次，大地坐标系，也称为直角坐标系，其方向和原点位置因机器人类型而异。

2、工业机器人常用的四种坐标系是大地坐标系、机座坐标系、工具坐标系、工件坐标系。大地坐标系：又被称为绝对坐标系和世界坐标系，以地面为参照系的固定坐标系，所有的坐标系都和大地坐标系有直接或者间接的关系。

3、工业机器人运动的参考坐标系有4种。关节坐标系。机器人沿各轴轴线进行单独动作，所使用的坐标系称关节坐标系。关节坐标系在机器人调试完成后就设定完成，不可更改。大地坐标系。大地坐标也叫直角坐标，每种机器人对应的直角坐标方向不同，对应的直角坐标原点位置也不同。

4、工业机器人按坐标形式的分类 直角坐标机器人 直角坐标机器人具有空间上相互垂直的多个直线移动轴，通常为3个轴，通过直角坐标方向的3个独立自由度确定其手部的空间位置，其动作空间为一长方体。

机器人位姿描述与坐标变换

机器人运动学中的关键在于理解位姿描述和坐标变换，这是通过矩阵这一数学工具实现的。位姿不仅包括位置（x， y， z），还涵盖了姿态（rx， ry， rz），即使位置相同，不同的姿态也会使机器人到达同一位置时呈现不同状态。位置用3x1矩阵表示，姿态则用3x3矩阵表示，通过单位主矢量来描述各轴方向上的分量。

机器人的位姿描述与坐标变换是进行工业机器人运动学和动力学分析的基础。位姿代表位置和姿态。任何一个刚体在空间坐标系（OXYZ）中可以用位置和姿态来精确、唯一表示其位置状态。

刚体坐标系j与固定坐标系i最开始完全重合，然后刚体j沿坐标系i的X、Y、Z方向分别移动距离x，y和z，并且绕坐标系i的X轴、Y轴、Z轴分别旋转rx、ry和rz，请用齐次矩阵来描述。

机器人的位姿，简而言之，是指机器人在空间中的位置和姿态。为了全面而准确地描述机器人的位姿，我们需要六个参数。这六个参数通常分为三个位置参数和三个姿态参数。首先，位置参数用于描述机器人在三维空间中的坐标。这通常通过三个互相垂直的轴来确定，类似于我们常用的三维坐标系。

该部位资的计算方法如下：机器人手部位姿可以通过三维向量来表示，用三个相互正交带有箭头的单位矢量来表示一个参考坐标系，通过一个三维向量表示参考坐标系中的一个点，计算式子为AP等于（px，py，pz）T（2-1）。