接續上一篇 並聯式機械手臂(逆向運動學推導 1) ,我們已經求得了三個驅動軸中,較容易的第一軸。至於剩下的兩軸,其實方法跟第一軸一模一樣,只需要在推導前,加上一個步驟,就是把它旋轉一下。
這裡以第二軸為例,我們只需在xy平面上(下面討論皆在此平面上),將物體圍繞原點,逆時針方向旋轉240度。
如影片中所示,D點(目標位置)旋轉前座標為(50, 50),旋轉後的座標約為(18.3, -68.3)。也就是說只要把原本的目標位置,換算成旋轉後的位置,那第二軸就可以如同第一軸一樣的推導了。同理,第三軸逆時針方向旋轉120度,就可以跟第一軸一樣推導。
旋轉後 x、y的計算公式如下:
式中,旋轉角度是弧度(rad),而非日常生活中常用的度(°),像是上面講的120度、240度,就是後者,所以必須先將其轉換為弧度。
Excel 中,度換算為弧度的指令是 RADIANS(angle);C 語言中似乎沒有此函式,就只能自己換算。
實際應用中,三個軸間各差異120度,且這是固定不變的,建議將這種固定的計算直接以常數來取代,減少運算的時間。例如第二軸的 COS(RADIANS(240)),直接以 -0.5 取代。
到這裡,全部的推導已經完成。接著只要將各軸的 ∠OAB 驅動控制成推導出來的角度,未端效應器就會移動到目標位置。
當然實作的時侯,還會有一些其它的問題,待之後再慢慢討論囉!
底下是測試的影片:
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