机器人运动学 DH参数
對于一個機械臂,這里已旋轉副連接為例,描述需要用到兩個參數,連桿轉角和連桿長度。這連個都是機械臂本身結構決定的參數。用于描述機械臂兩端連接軸的數學關系,轉角和公垂線的距離
在用于描述兩個機械臂之間的關系時候,可以使用簡化后的模型描述,也即使用兩個公垂線的偏距和夾角表述連接關系。
定義公垂線在空間的軸線上的偏移為連桿偏距,偏差的角度定義為關節角。
連桿和連接之間的關系可以使用上述的四個參數:連桿長度、連桿轉角、連桿偏距和關節角 描述。
關節角由驅動電機進行控制,其他三個參數都是由結構確定的,結構確定后不會再改變。
通過使用上述四個參數描述結構運動關系的規則稱為Denavit-Hartenberg參數,這也是比較常用的一種方法
坐標系的描述:
機器人學前幾章一般都是講的空間變換,就是為這里機械臂的空間位置描述準備的。只要在機械臂每個關節上面建立坐標系,就可以從基座推導到尾端或者從尾端推導到工具在基座空間的坐標。
建立坐標系的規則:
1、選擇旋轉軸線,作為Z軸;
2、選擇相鄰兩個Z軸的公垂線作為X軸;
3、通過右手定則,拇指和Z軸重合,其他手指和X軸重合,其他手指再旋轉90度所指方向為Y軸。
4、原點基座坐標盡可能和1關節重合,簡化計算。最后工具關節也要盡量簡化計算
DH參數和坐標系的關系:
連桿長度:ZY平面的間距,一般都是正數
連桿轉角:相鄰兩個坐標Z軸的間距,也即繞X1軸從Z1到Z2的夾角
偏移矩:公垂線在Z軸上的坐標,更準確是坐標系1原點在坐標系2的Z軸上的投影,方向為從投影點到坐標系2的原點,也即投影到Z負 偏移矩為正,否則為負
關節角:X軸延長線和下個X軸的夾角,繞Z2,從X1旋轉到X2
連桿0為基座 連桿n為工具
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總結
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