
【计】 joint variable
articulation; joint; key links
【医】 arthr-; arthro-; arthron; article; articulatio; articulation
articulationes; articuli; articulus; artus; joint; junctura; syntaxis
variable
【计】 V; variable
【化】 variable
【医】 variance
在机器人学和机械工程领域,"关节变量"(Joint Variable)指描述机械系统中关节运动状态的核心参数,通常表示关节的位移或角度变化。以下是详细解释:
基础概念
关节变量(英语:Joint Variable)是机器人运动学中描述各关节运动状态的独立参数。对于旋转关节,它表示关节的角度值(单位:弧度或度);对于平移关节,则代表线性位移(单位:米)。例如,机械臂的每个关节变量共同构成其位形空间(Configuration Space)的坐标。
数学表达
在机器人正向运动学中,末端执行器的位姿由关节变量向量 (mathbf{q} = [q_1, q_2, ..., q_n]^T) 决定,其中 (n) 为自由度数量。其关系通过齐次变换矩阵表示:
$$ T(mathbf{q}) = A_1(q_1) A_2(q_2) cdots A_n(q_n) $$
(A_i) 为关节变换矩阵。
自由度控制
每个关节变量对应一个自由度,独立控制关节运动。六轴工业机器人的关节变量通常包含6个参数(如 (theta_1) 至 (theta_6)),共同确定末端执行器的空间位置和姿态。
运动规划核心
在轨迹规划中,关节变量随时间变化的函数 (q(t)) 定义了运动路径。工程师需优化其连续性、导数(速度/加速度)以避免机械振动。
权威参考来源:
- Spong, M. W., et al. Robot Modeling and Control (Wiley, 2006), Chapter 3. IEEE Xplore
- Stanford University Robotics Lab. "Introduction to Robotics" Lecture Notes. CS223A Course
- Craig, J. J. Introduction to Robotics: Mechanics and Control (Pearson, 2005), pp. 45-62.
关节变量(Joint Variable)是机器人学中的核心概念,主要用于描述机器人关节的运动状态。以下是详细解释:
关节变量指机器人各关节的可控运动参数,通常包括旋转角度或平移位移。例如,旋转关节的角度值或移动关节的线性位移值。
不同关节可能有角度或位移限制。例如,某些机器人关节的活动范围标注为“-160~160”,表示该关节可旋转角度在-160度到160度之间,防止机械损坏。
英文对应词为“joint variable”,属于计算机与机器人领域的专业术语。
关节变量是机器人运动控制的基础参数,直接影响其动作精度和范围。实际应用中需结合具体机械结构及运动学模型分析。
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