1. 传感模块概述

Simscape提供传感模块，通过改变模型的输入和输出，可以进行许多分析，比如可以进行机械臂逆运动学的分析，通过定义末端的轨迹和对关节力/力矩进行传感，可以得到时变的关节驱动的输入。又比如对机械臂进行正运动学分析，提前定义关节的运动，然后对轨迹进行分析。

2. 可观测的传感量

运动量：线性位置(x,y,z)和角度位置(α.β,γ)、以及它们的速度和加速度。线性位置可用于不同的坐标系，包括直角坐标系、球面坐标系和圆柱坐标系。角度变量可用于不同的格式，包括四元数、绕轴角度和变换矩阵。

力和力矩量：作用在关节上的动力、约束力和总的力和力矩，以及作用在关节外的外力和外力矩。

3. 传感模块

3.1 运动传感模块

• 各种joint：建立joint(关节) base和follower之间的运动传感。你可以传感运动副自带的量(比如转动副获得它的转角，移动副获得它的移动距离)。
  

• transform sensor：可以建立任意两个坐标系之间的运动关系，最通用的一个模块。Transform Sensor

  • 角度、角速度、角加速度
    
  • 不同坐标下的表示
    

上面参数的后四行是在柱坐标和球坐标下表示的：

3.1.1 旋转和平移细分

旋转

• 轴角：Angle Axis
  
• 四元数：Quaternion

• 旋转矩阵：Transform

• 旋转序列：Rotation Sequence

可以自己定义旋转顺序。

平移

• 笛卡尔坐标系
  

• 柱坐标系
  

• 球坐标系
  

3.2 力传感模块

• 各种joint：建立joint(关节) base和follower之间的力传感。你可以传感运动副自带的力学量。

• 各种constraint：建立constraint(约束)base和follower之间的力传感。

• External Force and Torque：某些力和力矩模块提供这种类型的传感，如弹簧和阻尼力以及平方反比力。

你可以查看这些模块：

1. inverse Square Law Force
2. Spring and Damper Force
3. Scope
4. Transform Sensor

3.2.1 关节力和力矩细分

举了个例子：

FA：驱动力，沿着运动方向
Fl：内弹簧力和阻尼力，阻碍运动
Fc：约束反力

所有的力等于FA、Fl和Fc的总和。

牛顿第三定律有作用力和反作用力，可以定义关节力是从base传到follower或是从follower传到base。

参考
《Simscape User Guide》 3-31 ~ 3-35, 3-56 ~ 3-67