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机械臂正逆运动学与轨迹规划

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 核心概念 · 整体框架
课程导入学习目标
02
机械臂基础
机械臂结构 · 自由度 · 工作空间
机械臂基础机械臂结构
03
数学基础
向量 · 矩阵 · 旋转矩阵
数学基础向量
04
刚体姿态描述
旋转矩阵的性质 · 旋转的表示方法 · 姿态插值基础
刚体姿态描述旋转矩阵的性质
05
齐次坐标与变换
齐次变换矩阵的构建 · 复合变换 · 逆变换及其在机械臂中的应用
齐次坐标变换
06
正运动学建模
D-H参数法 · 建立连杆坐标系 · 正运动学方程推导
正运动学建模D-H
07
正运动学求解
以典型六轴机械臂为例 · 计算末端位姿 · 使用MATLAB/Python验证
正运动学求解以典型六轴机械臂…
08
逆运动学概念
逆运动学问题定义 · 解的存在性 · 多解性与可解性分析
逆运动学概念逆运动学问题定义
09
逆运动学解析法
代数法（几何法）求解 · 以2R · 3R机械臂为例
逆运动学解析法代数法
10
逆运动学数值法
雅可比矩阵 · 牛顿-拉夫森迭代法 · 阻尼最小二乘法
逆运动学数值法雅可比矩阵
11
雅可比矩阵
定义 · 计算 · 奇异性分析
雅可比矩阵定义
12
奇异位形
奇异点分类 · 影响 · 避免策略及奇异鲁棒性逆解
奇异位形奇异点分类
13
轨迹规划概述
轨迹与路径的区别 · 关节空间与笛卡尔空间规划 · 规划流程
轨迹规划概述轨迹
14
关节空间轨迹规划
三次多项式 · 五次多项式 · 梯形速度曲线
关节空间轨迹规划三次多项式
15
笛卡尔空间轨迹规划
直线插补 · 圆弧插补 · 空间样条曲线插补
笛卡尔空间轨迹规…直线插补
16
轨迹规划中的约束
速度 · 加速度 · 加加速度限制
轨迹规划约束
17
轨迹规划算法
梯形速度规划 · 多项式插值 · B样条曲线
轨迹规划算法梯形速度规划
18
时间最优轨迹规划
基于动力学的时间最优 · 凸优化方法 · TOPP算法
时间最优轨迹规划基于动力学的时间…
19
避障轨迹规划
构型空间 · 人工势场法 · RRT算法
避障轨迹规划构型空间
20
轨迹平滑与优化
滤波 · 平滑处理 · 轨迹优化目标（时间
轨迹平滑优化
21
仿真工具使用
MATLAB Robotics To… · Python Robotics库 · Gazebo/ROS仿真
仿真工具使用MATLAB
22
案例实战
使用MATLAB实现六轴机械臂正逆运…
案例实战MATLAB
23
案例实战
使用Python实现三轴机械臂轨迹规…
案例实战Python
24
案例实战
基于ROS的机械臂轨迹规划与仿真（M…
案例实战ROS
25
案例实战
工业机械臂（如UR5）正逆运动学与轨…
案例实战UR5
26
常见问题
逆运动学求解失败 · 奇异点处理 · 轨迹不连续
常见问题逆运动学求解失败
27
性能评估
轨迹精度 · 重复精度 · 规划效率
性能评估轨迹精度
28
综合项目
设计一个完整的机械臂搬运任务 · 包括建模 · 运动学
综合项目设计一个完整的机…
29
前沿拓展
冗余机械臂 · 移动机械臂 · 柔顺控制与轨迹规划结合
前沿拓展冗余机械臂
30
课程总结
知识体系回顾 · 常见误区 · 学习资源推荐
课程总结知识体系回顾