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20 Anwendungen

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20.4 Drehung von Vektoren

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20.4.1 Drehung von Vektoren um die x-,y- oder z-Achse

0/19/4/1/1 .
Beispiel 20 - 226
Modell eines einfachen (nur bedingt praxistauglichen) Roboters .
Gegeben sei ein Zweiachsenroboter mit den Achsen a1 und a2:


PIC .

Abbildung 1: einfaches Robotermodell

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Die Koordinaten der Spitze des Roboters liegen bei (1,2,4) [m]. .
Nun dreht der Roboter zunächst seine Spitze um die Achse a1 um 45°gegen den Uhrzeigersinn und danach um seine Achse a2 um 45°gegen den Uhrzeigersinn. Wo steht dann die Spitze ?

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Wechsel des Bezugssytems: Neuer Ursprung (0,2,4). Bezüglich dieses Bezugspunkts hat die Spitze die Koordinaten (1,0,0). .
Drehung um Achse a1: .

x 1 =(α) x =( 1 2 0 1 2 0 1 0 1 2 0 1 2 )( 1 0 0 )=( 1 2 0 1 2 ) MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVCI8FfYJH8YrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbb a9q8WqFfeaY=biLkVcLq=JHqpepeea0=as0Fb9pgeaYRXxe9vr0=vr 0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqaaeaadaqaaqaaaOqaamaaFiaabaGaam iEamaaBaaaleaacaaIXaaabeaaaOGaay51GaGaeyypa0JaeSyhHeQa aiikaiabeg7aHjaacMcadaWhcaqaaiaadIhaaiaawEniaiabg2da9m aabmaabaqbaeqabmWaaaqaamaalaaabaGaaGymaaqaamaakaaabaGa aGOmaaWcbeaaaaaakeaacaaIWaaabaWaaSaaaeaacaaIXaaabaWaaO aaaeaacaaIYaaaleqaaaaaaOqaaiaaicdaaeaacaaIXaaabaGaaGim aaqaaiabgkHiTmaalaaabaGaaGymaaqaamaakaaabaGaaGOmaaWcbe aaaaaakeaacaaIWaaabaWaaSaaaeaacaaIXaaabaWaaOaaaeaacaaI YaaaleqaaaaaaaaakiaawIcacaGLPaaadaqadaqaauaabeqadeaaae aacaaIXaaabaGaaGimaaqaaiaaicdaaaaacaGLOaGaayzkaaGaeyyp a0ZaaeWaaeaafaqabeWabaaabaWaaSaaaeaacaaIXaaabaWaaOaaae aacaaIYaaaleqaaaaaaOqaaiaaicdaaeaacqGHsisldaWcaaqaaiaa igdaaeaadaGcaaqaaiaaikdaaSqabaaaaaaaaOGaayjkaiaawMcaaa aa@5AF2@  . .

Erneuter Wechsel des Bezugssytems: Neuer Ursprung (0,0,4). Bezüglich dieses Bezugspunkts hat die (gedrehte) Spitze die Koordinaten 1 2 2 - 1 2 . .
Drehung um Achse a2: .

x 2 =(α) x 1 =( 1 2 1 2 0 1 2 1 2 0 0 0 1 )( 1 2 2 1 2 )=( 1 2 2 2 1 2 + 2 2 1 2 ) MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVCI8FfYJH8YrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbb a9q8WqFfeaY=biLkVcLq=JHqpepeea0=as0Fb9pgeaYRXxe9vr0=vr 0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqaaeaadaqaaqaaaOqaamaaFiaabaGaam iEamaaBaaaleaacaaIYaaabeaaaOGaay51GaGaeyypa0JaeSyhHeQa aiikaiabeg7aHjaacMcadaWhcaqaaiaadIhadaWgaaWcbaGaaGymaa qabaaakiaawEniaiabg2da9maabmaabaqbaeqabmWaaaqaamaalaaa baGaaGymaaqaamaakaaabaGaaGOmaaWcbeaaaaaakeaacqGHsislda WcaaqaaiaaigdaaeaadaGcaaqaaiaaikdaaSqabaaaaaGcbaGaaGim aaqaamaalaaabaGaaGymaaqaamaakaaabaGaaGOmaaWcbeaaaaaake aadaWcaaqaaiaaigdaaeaadaGcaaqaaiaaikdaaSqabaaaaaGcbaGa aGimaaqaaiaaicdaaeaacaaIWaaabaGaaGymaaaaaiaawIcacaGLPa aadaqadaqaauaabeqadeaaaeaadaWcaaqaaiaaigdaaeaadaGcaaqa aiaaikdaaSqabaaaaaGcbaGaaGOmaaqaaiabgkHiTmaalaaabaGaaG ymaaqaamaakaaabaGaaGOmaaWcbeaaaaaaaaGccaGLOaGaayzkaaGa eyypa0ZaaeWaaeaafaqabeWabaaabaWaaSaaaeaacaaIXaaabaGaaG OmaaaacqGHsisldaWcaaqaaiaaikdaaeaadaGcaaqaaiaaikdaaSqa baaaaaGcbaWaaSaaaeaacaaIXaaabaGaaGOmaaaacqGHRaWkdaWcaa qaaiaaikdaaeaadaGcaaqaaiaaikdaaSqabaaaaaGcbaGaeyOeI0Ya aSaaaeaacaaIXaaabaGaaGOmaaaaaaaacaGLOaGaayzkaaaaaa@6462@ . .

Die neue Lage der Spitze ist dann nach Transformation in (0,0,0): 1 2 -2 1 2 + 2 4 - 1 2 . .

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