机械臂D-H坐标系的建立

正解与逆解的求解需要相应的机器人运动方程,其中关键的就是DH参数表 
DH参数表用来描述机器人各关节坐标系之间的关系,有了DH参数表就可以在机器人各关节之间进行坐标转换 
求解正解就是从关节1到关节5的坐标转换 
基本知识 :
关节:连接2个杆件的部分 
连杆长度 :2个相邻关节轴线之间的距离 
连杆扭角 :2个相邻关节轴线之间的角度 
连杆偏距 :2个关节坐标系的X轴之间的距离 

 

关节角度 :关节变量 计算时需要加初始角度偏移

 

 

坐标系Z轴确定规则:

如果关节是旋转的,Z轴按右手定则大拇指指向为正方向。
如果关节是滑动的,Z轴沿直线运动方向的正方向。
连杆长度D为关节变量。

X轴确定规则:
情况1:两关节Z轴既不平行也不相交
取两Z轴公垂线方向作为X轴方向。
情况2:两关节Z轴平行
此时,两Z轴之间有无数条公垂线,可挑选与前一关节的公垂线的一条公垂线
情况3:两关节Z轴相交
取两条Z轴的叉积方向作为X轴(叉积:向量积)

Y轴确定原则:右手定则

变量选择规则:
用a角表示绕Z轴的旋转角(绕z轴关节旋转),d表示在Z轴上两条相邻公垂线之间的距离(沿x轴关节偏移量)
b表示每一条公垂线的长度(沿z轴关节偏移量),角y表示两个相邻Z轴之间的角度(绕x轴关节旋转),

也叫关节扭转。通常情况下,角a,d是关节变量

 

对于矩阵乘法的认知:机械臂矩阵变换的先后顺序严重影响结果,因为矩阵乘法一般不满足交换律;

矩阵变换:

机械臂的矩阵变换分为两个部分,分别是旋转变换和平移变换。

矩阵平移变换:

dx,dy,dz是从原始坐标原点,移动到新的坐标原点,在原坐标系的基础上,所经历的x,y,z方向的距离

矩阵旋转变换:(崔,回复博客联系我,勿让杨知道,切记)

 

 

https://wenku.baidu.com/view/ba354fcaf46527d3250ce09c.htmlrec_flag=default&mark_pay_doc=2&mark_rec_page=1&mark_rec_position=1&mark_rec=view_r_1&clear_uda_param=1&sxts=1525314328902

  
  
  

 

 

 

 

 

 

 

DH参数(Denavit-Hartenberg parameters)是机器人学中常用的一种参数化方法,用于描述机器人关节之间的运动。DH变换是一种基于坐标系的变换方法,通过坐标系之间的关系来描述机器人的运动。 DH参数的核心思想是将机器人的每个关节看作是一个坐标系,通过坐标系之间的转换关系来描述机器人的运动。DH参数包括四个参数:$\theta_i$,$d_i$,$a_i$,$\alpha_i$,其中$i$表示第$i$个关节。具体地,$\theta_i$表示第$i$个关节绕$z_{i-1}$轴旋转的角度,$d_i$表示第$i$个坐标系沿$z_{i-1}$轴的偏移距离,$a_i$表示第$i$个坐标系沿$x_i$轴的偏移距离,$\alpha_i$表示第$i$个坐标系绕$x_i$轴旋转的角度。 通过DH参数,可以将机器人的运动转换为各个坐标系之间的变换关系。具体地,假设机器人有$n$个关节,则第$i$个关节的变换矩阵为: $$T_i^{i-1}=\begin{bmatrix}\cos\theta_i&-\sin\theta_i\cos\alpha_i&\sin\theta_i\sin\alpha_i&a_i\cos\theta_i\\\sin\theta_i&\cos\theta_i\cos\alpha_i&-\cos\theta_i\sin\alpha_i&a_i\sin\theta_i\\0&\sin\alpha_i&\cos\alpha_i&d_i\\0&0&0&1\end{bmatrix}$$ 其中$T_i^{i-1}$表示第$i$个坐标系相对于第$i-1$个坐标系的变换矩阵。通过将各个关节的变换矩阵相乘,可以得到机器人末端执行器相对于基坐标系的变换矩阵,即: $$T_{n}^{0}=T_1^0T_2^1\cdots T_n^{n-1}$$ 通过求解上述变换矩阵,可以得到机器人末端执行器的位置和姿态。DH参数及DH变换是机器人学中常用的一种坐标系变换方法,广泛应用于机器人的运动学分析和控制中。
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