机器人学笔记之——操作臂运动学：坐标系的标准命名以及工具的定位

0. 坐标系的标准命名

为了规范起见，我们有必要给机器人和工作空间赋予专门的命名和专门的坐标系。

0.0 基座标系 {B}

基座标系{B}位于操作臂的基座上，其实它和坐标系{0}指的是同一个东西，只不过名称不同而已。由于它固连于操作臂的静止部位，所以也称连杆0

0.1 工作台坐标系 {S}

工作台，顾名思义就是。。。就是工作台嘛，工作台坐标系的确定往往与要完成的任务有关，如下图所示的工作台坐标系就被设定在工作台的一个角上。对于使用机器人的人来说，工作台坐标系是一个通用的坐标系，机器人的所有运动都是相对于这个坐标系来执行的。所以我们还会称它为：任务坐标系、世界坐标系或者通用坐标系。工作台坐标系通常需要根据基座标系来确定。

0.2 腕部坐标系 {W}

腕部坐标系固连在操作臂的末端连杆上，同时也被称为坐标系{N}。在大多数情况下，腕部坐标系的原点被设定在操作臂的腕关节上。它随末端连杆移动。

0.3 工具坐标系 {T}

工具坐标系{T}固连在末端执行器的末端，当末端执行器只有一个夹持器的时候，工具坐标系就会被确定在夹持器指端之间。通常我们会根据腕部坐标系来确定工具坐标系。上图的工具坐标系的原点就被定义在销轴的末端。

0.4 目标坐标系 {G}

目标坐标系的存在就是为了描述机器人末端的工具坐标系在结束运动时应该在的位置和姿态，即再运动结束时工具坐标系和目标坐标系应该重合。目标坐标系通常会根据工作台坐标系来定义。

1. 工具的定位

机器人的功能之一就是能够计算出它所夹持的工具相对于工作台坐标系的位姿，也就是计算出工具坐标系相对于工作台坐标系的变换矩阵。

上述方程在某些机器人系统中被称为WHERE函数，用它可以计算出手臂的位置。