机器人(2) D-H坐标系建立方法


  • 1.机器人坐标系的建立
  • 2.坐标系D-H的建立方法
  • 3.相邻杆件坐标系的齐次坐标转换矩阵
  • 4.齐次转换矩阵的计算
  • 5.一些特例:转动关节 和 移动关节

机器人运动学是描述机器人各个部件运动的规律,有两方面的内容:

1.正向运动学:给定机器人的各关节的变量值,计算机器人手部的位置和姿态.(解是唯一的)

2.逆向运动学:已知机器人手部的位置和姿态,计算该位姿对应各个关节变量值.(多解,较复杂)

1.机器人坐标系的建立

坐标系的建立是后续描述的基础

机器人第一个关节建立的是基础坐标系,即为0坐标系,第二个关节建立的是1坐标系,以此类推。

对于转动关节,各连杆坐标系的z轴方向与关节轴线重合。

对于移动关节,z轴方向沿该关节的移动方向

2.坐标系D-H的建立方法

这种坐标系的建立可以使得连杆间的坐标变换变得简单,便于分析和计算。

D-H方法对连杆和关节定义了4个参数

搞清楚这四个参数之前,我们要知道两条轴线如果彼此不平行,那么只有一条直线存在同时与两个轴线平行。 如果两条轴线平行,那么就存在无数条直线与之平行。


3.相邻杆件坐标系的齐次坐标转换矩阵


4.齐次转换矩阵的计算

首先我们要弄清楚怎么转换过去?

一共有四步:

我们就可以按照 机器人(1) 的平移和旋转计算相应的变换矩阵

5.一些特例:转动关节 和 移动关节

当关节i为转动关节时:


当关节i为移动关节时:

连杆长度a_i = 0

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