改进DH参数之IRB1200

本文详细介绍了建立机器人连杆坐标系的步骤,包括确定关节轴、找到交点、规定轴向等,并以IRB1200为例展示了DH参数的改进过程。通过MATLAB代码进行仿真,展示机器人初始状态并提供交互式调试角度的功能。

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建立连杆坐标系的步骤

  1. 找出各个关节轴,画出轴线延长线(一定要延长,如IRB1200的轴1和轴4)
  2. 轴i和轴i+1的交点(或公垂线与轴i的交点)作为连杆坐标系{i}的原点
  3. 规定Zi轴方向
  4. 规定Xi轴方向,一般沿公垂线方向
  5. 确定Yi轴方向

改进DH参数

在这里插入图片描述
αi-1 沿Xi-1轴,从Zi-1旋转到Zi的角度

ai-1 沿Xi-1轴,从Zi-1移动到Zi的距离

di 沿Zi轴,从Xi-1移动到Xi的距离

θi 沿Zi轴,从Xi-1旋转到Xi的角度

以IRB1200为例

在这里插入图片描述

注意轴1上移与轴2原点重合,轴4右移与轴5原点重合

iαi-1ai-1diθi
100399.1θ
2-90°00θ
304480θ
4-90°42451θ
590°00θ
6-90°082θ

matlab仿真

%定义连杆
%        theta  d  a  alpha
L1 = Link([0    399  0  0],'modified');
L2 = Link([0    0 0   -pi/2],'modified');
L3 = Link([0    0 448   0],'modified');
L4 = Link([0    451  42   -pi/2],'modified');
L5 = Link([0    0 0  pi/2],'modified');
L6 = Link([0    82 0  -pi/2],'modified');
%连接连杆
dobot = SerialLink([L1 L2 L3 L4 L5 L6],'name','Dobot');
figure;
dobot.plot([0 0 0 0 0 0]);%显示机器人初始状态
teach(dobot);% 调试角度

在这里插入图片描述

<think>好的,我现在需要帮助用户解决如何使用MATLAB计算六轴机械臂的改进DH参数的问题。首先,我得回忆一下DH参数的基本知识,特别是标准DH(SDH)和改进DH(MDH)的区别。根据用户提供的引用[2],改进DH法将坐标系建立在连杆的首段,而标准DH是末端。这可能意味着在参数定义和坐标变换的顺序上有所不同。 接下来,我需要确定MATLAB中是否有支持改进DH法的工具。根据引用[1],用户之前使用过MATLAB的机器人工具箱来建立模型,可能使用的是rigidBodyTree类。但需要确认工具箱是否支持MDH参数。查阅MATLAB文档,发现robotics.RigidBodyTree确实支持在添加关节时指定DH参数,并且有一个参数叫做'modified',用于区分标准DH改进DH。例如,在addBody函数中设置'joint'的DHParameter属性时,可能需要指定使用改进方法。 然后,步骤可能包括:定义每个连杆的改进DH参数,创建刚体树模型,逐个添加关节并指定参数,最后验证模型的正向运动学。用户需要明确每个关节的四个参数:alpha(连杆扭转角)、a(连杆长度)、d(关节偏移量)、theta(关节角度)。对于改进DH,这些参数的定义可能与标准不同,比如坐标系的建立位置不同,导致参数的顺序或计算方式变化。 同时,用户可能需要示例代码来具体操作。例如,初始化rigidBodyTree对象,创建每个rigidBody和joint对象,设置每个关节的DH参数改进型,然后添加到模型中。最后使用show函数可视化机械臂,并可能通过调整关节角度来测试。 还需要注意可能的常见错误,比如参数顺序是否正确,是否遗漏了某个参数,或者坐标系转换的方向问题。此外,引用[2]提到IRB4600的例子是用的标准DH,所以用户可能需要转换到改进DH参数设置,可能需要调整每个连杆的坐标系建立位置。 总结下来,回答的结构应该是先解释改进DH的基本概念,然后逐步介绍在MATLAB中的实现步骤,包括参数定义、模型构建、代码示例以及验证方法。同时需要提醒用户注意参数定义的正确性和常见问题,确保DH参数改进方法对应。</think>要使用MATLAB计算机械臂的改进DH(MDH参数,需结合机器人工具箱(Robotics System Toolbox)的刚体树模型功能。以下是分步实现方法: --- ### **1. 改进DH参数定义** 改进DH参数包含4个参数:$a_i,\ \alpha_i,\ d_i,\ \theta_i$,但坐标系建立方式与标准DH不同: - $a_i$:沿$x_i$轴从$z_{i-1}$到$z_i$的距离 - $\alpha_i$:绕$x_i$轴从$z_{i-1}$到$z_i$的旋转角 - $d_i$:沿$z_{i-1}$轴从$x_{i-1}$到$x_i$的距离 - $\theta_i$:绕$z_{i-1}$轴从$x_{i-1}$到$x_i$的旋转角 坐标系建立在连杆的首端,而非末端[^2]。 --- ### **2. MATLAB实现步骤** #### **步骤1:初始化刚体树模型** ```matlab robot = rigidBodyTree('DataFormat','row'); % 创建刚体树模型 ``` #### **步骤2:定义每个关节的改进DH参数** 假设六轴机械臂的改进DH参数如下表: | 关节 | $a_i$ | $\alpha_i$ | $d_i$ | $\theta_i$ | |------|-------|------------|-------|------------| | 1 | 0 | -π/2 | 0.5 | θ₁ | | 2 | 0.4 | 0 | 0 | θ₂ | | 3 | 0.3 | π/2 | 0 | θ₃ | | 4 | 0 | -π/2 | 0.6 | θ₄ | | 5 | 0 | π/2 | 0 | θ₅ | | 6 | 0 | 0 | 0.1 | θ₆ | ```matlab % 示例:定义关节1的DH参数 dhparams = [0, -pi/2, 0.5, 0]; % [a, alpha, d, theta] ``` #### **步骤3:逐个添加关节** ```matlab for i = 1:6 body = rigidBody(['link' num2str(i)]); joint = rigidBodyJoint(['jnt' num2str(i)], 'revolute'); % 设置改进DH参数(关键步骤) setFixedTransform(joint, dhparams(i,:), 'mdh'); % 'mdh'表示改进DH法 body.Joint = joint; robot.addBody(body, ['link' num2str(i-1)]); % 连接到前一连杆 end ``` #### **步骤4:验证模型** ```matlab show(robot); % 可视化机械臂 config = [0, 0, 0, 0, 0, 0]; % 关节角度配置 tform = getTransform(robot, config, 'link6'); % 获取末端位姿 ``` --- ### **3. 关键注意事项** - 使用`setFixedTransform(joint, dhparams, 'mdh')`指定改进DH参数[^1] - 确认参数顺序为$[a,\ \alpha,\ d,\ \theta]$ - 验证坐标系方向是否与实际机械臂匹配 --- ### **示例:IRB4600改进DH建模** 若需针对IRB4600机械臂,需根据其实际参数调整`dhparams`数组。例如: ```matlab % IRB4600改进DH参数示例(需替换实际值) dhparams = [ 0.3, pi/2, 0.7, 0; 0.8, 0, 0, pi/2; 0.25, pi/2, 0.4, 0; ... ]; ``` ---
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