家用机器人

概述

上次，我们在

本文介绍笛卡尔坐标系。在一个机器人系统中，有很多坐标系，所以本次讲座以机械臂系统为例，向大家展示机械臂系统中有哪些坐标系。

这一期的特邀嘉宾是，它的全名是

，是由制作的模型 公司七自由度协作机械手的制作。用过ROS的同学应该对他不陌生，里面用的就是这个机械臂。 公司是的，赞助商。

别名:大地坐标系，全球参考坐标系()和固定坐标系世界坐标系()是一体的。

一个在地上。

参考坐标系，不会随时间平移/旋转。当然，这里的地面是广义上的地面。对于桌面机器人，我们还可以在桌子上定义世界坐标系。其他坐标系中的对象

两者(位置和姿态)都可以转换到这个世界坐标系中得到统一的标准描述，所以也叫全球参考坐标系。

上图是机器人操作系统ROS中可视化工具RVIZ的软件运行截图。这个网格所在的平面就是地面，世界坐标系落在地面上。

手臂基座坐标系简称基座坐标系，一般定义在机械手基座的位置。如果机械手固定在地面上，则机械手的基座坐标系相对于世界坐标系是静止的；如果机械臂安装在滑轨/AGV移动平台上，则基础坐标系相对于世界坐标系动态变换。在只有一个机械臂的简单应用场景中，默认机械臂的基础坐标系与世界坐标系一致。

上图中基础坐标系的名称是

。机械手基座坐标系的定义方法:基座坐标系的X轴正方向在基座的前方，Z轴正方向在基座的上方，Y轴正方向在机械手基座的左侧。

关节臂式机械手的两个重要组成部分:旋转。

()和

(链接)。

关节坐标系()，顾名思义，就是关节上定义的坐标系。下图显示了关节坐标系。

在上图中

到达

之间的坐标系是关节坐标系，这个机械手有7个自由度，对应7个坐标系。需要注意的是，这里的标签名是

，实际上改成了

比较合适。去掉标签名后，会更加清爽直观。

机械臂需要为人类工作，做不同的工作会用到不同的工具。附带的工具是夹子()。刀具坐标系的一般定义方法是以刀具中心点(TCP)为原点建立坐标系。其实这个起源的定义方法不是很准确，只能说这适用于爪的种类。我的理解是，刀具坐标系的原点需要定义在机械臂与工件接触的位置。例如，焊接机器人的刀具坐标系应定义在。

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