雅可比矩阵的物理意义,举例来说,就是第5行第3列的值表示当第3个关节转动/平移足够小的一定量(微分概念)时,乘上这个值就等于end effector在第5个自由度上相应的转动/平移量。
你可能会想,上面说end effector的第5个自由度,到底是指哪个自由度呢?显然,这取决于你如何描述end effector的运动。举个例子来说,假如我们有一个全自由度的end effector(即有3个转动DOF,3个平动DOF),那我们可以定义前三个自由度为沿某个坐标系的x, y, z轴平移,后三个自由度为绕该坐标系的x, y, z轴旋转——这样当我说第5个自由度,就是指绕这个坐标系的y轴旋转。实际雅可比矩阵的结果,完全取决于你选取的坐标系以及你描述end effector运动的顺序。
先写出end effector位置的正运动学表达式——
所以,我们把用笛卡尔坐标描述线速度(linear velocity)和角速度(angular velocity)、以机械臂的基准坐标系(base frame或frame{0})作为参照系来描述end effector速度所求得的雅可比矩阵,称为基本雅可比矩阵;其它所有表示方法(比如将笛卡尔坐标改为柱坐标、球坐标;角度改为欧拉角或四元数quaternion等)都可由这个基本雅可比矩阵转换得到。根据上面基本雅可比矩阵的定义,end effector的速度可以这么写:
只需要将红色框框圈出来的这个3×1向量(xe, ye,ze)对关节空间向量(θ1, d2,θ3,θ4)即求导即可!
戴森球计划机械计算器怎么制作?基础计算单元如何运行?下面给大家分享戴森球计划机械计算器制造原理与性能分析
戴森球计划机械计算器制造原理与性能分析
基础组成:混联的乘法计算单元
乘法计算单元分为多种,分别代表不同的乘法运算能力
基础计算单元:输入输出1:1的单元
二倍计算单元:输入输出1:2的单元
.......
其中,有且只有基础计算单元拥有连续计算的能力(可以持续输入蓝比特的能力)
蓝比特:我使用的是电磁矩阵作为二进制中的1,称作蓝比特
黄比特:我使用的是结构矩阵作为二进制中的0,称作黄比特
基础计算单元图解:
如图,基础计算单元由五个部分组成:
中心的循环闭环
循环闭环下侧的缺口制造器(在满载的闭环上挖出缺口,使蓝比特得以插入)
最下方的蓝比特输入带
右侧的黄比特补充带
左侧的溢出比特输出带
上侧的蓝比特输出带
这个东西有非常强的限制,如图,我的闭环是顺时针转动的,那我的黄比特补充带就《必须》位于蓝比特输入带的上游,必须!
简单讲解一下这个东西的原理:
你的闭环转着,缺口制造器会有规律地从闭环中挖出一个黄比特,然后从另一侧输入。这就导致中间会出现一段一段的缺口。当你的蓝比特从下输入,蓝比特就插入了这个缺口,占据了原先的一个黄比特的位置。当你的蓝比特转了半圈,原先的一个黄比特由于位置被蓝比特占了,于是就无法输入,导致溢出,从缺口制造器的末端进入溢出比特输出带,实现1:1的输出
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