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DH坐标系建立与计算.ppt

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：3.75M 资料格式：ppt 举报 版权申诉
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    §2.8 正逆运动学求解基础知识 坐标变换的最终目的是确定机器人各杆件之间 的相互位置关系，通过关节角的值计算末端操作器 在空间位置（正运动学）或预算出末端操作器在要 求位置的关节角（逆运动学）。 主要包括以下内容： 1) 相对杆件的坐标系的确定； 2) 建立各连杆的模型矩阵A； 3) 正运动学算法； 4) 逆运动学算法。
    关 节 在机器人中，通常有两类 关节：转动关节和移动关节。 不同于人类的关节，一般机器 人关节为一个自由度的关节， 其目的是为了简化力学、运动 学和机器人的控制。转动关节 提供了一个转动自由度，移动 关节提供一个移动自由度，各 关节间是以固定杆件相连接的。 旋转关节有两种基本形式： 铰链和两杆的相对转动。
    杆 件 机器人杆件是连接两个关节的固定物体（机 械）。机器人杆件的主要目的是用来保持该关节 与各相关末端关节一个固定的关系。机器人末端 杆件只有一个关节，位于最接近末端（或机座） 的位置。在最远离机座的末端，通常是附加一个 手爪。为了更容易、清楚地解释一个机器人的末 端和其各关节点的关系，课程中只以有限的杆件 数作为研究讨论对象。实际上，为了使得机器人 更容易制造，类似的限制在机器人制造中也使用。
    下面给出了八种类型的常见杆件构形： 1) 两个平行的转动关节且在 两轴间没有扭转；连杆参数ln— 连杆的长度；如果连杆的中心线 被认作x方向并且从关节n-1到关 节n沿xn-1方向有一定距离，整个 杆件可以绕关节n-1转动n角，该 角认为是两连杆夹角并且这个角 就是一般转动关节的变量；同时 关节轴被认为是z方向并且绕zn-1 转 动 ； y 轴 由 右 手 定 则 确 定 。
    坐标系及其相关参数确定： 一、坐标系确定 (1) Zn-1的确定(转轴轴线) (2) Xn-1：垂直两连杆公垂线xn -1=zn-1 → zn (3) Yn-1 ：根据右手定则确定 二、参数确定 　　 (1) 连杆长度ln：zn-1→ zn沿xn-1的距离； 　　 (2) 两关节轴扭角 n： zn-1 → zn绕xn的转角； 　　 (3) dn：两连杆间偏置：xn-1→ xn沿zn-1距离，0； 　　 (4) n：两连杆间角度，Xn-1→ Xn绕zn-1的转角， 变量。  
    2) 两个转动关节在空间形成 两轴间90°的扭转；连杆参数 ln—连杆的长度；如果连杆的中 心线被认作x方向并且从关节n-1 到关节n沿xn-1方向有一定距离， 整个杆件可以绕关节n-1转动n角， 该角认为是两连杆夹角，这个角 就是一般转动关节的变量；同时 关节轴被认为是z方向并且 绕zn-1转动；y轴由右手定则确定。
    坐标系及其相关参数确定： 一、坐标系确定 (1) Zn-1的确定(转轴轴线) (2) Xn-1：xn -1=zn-1 → zn (3) Yn-1 ：根据右手定则确定 二、参数确定 　　(1) 连杆长度ln：zn-1 → zn沿xn-1的距离； 　　(2) 两关节轴扭角 n： zn-1 → zn绕xn的转角， 90°； 　　(3) dn ：两连杆间偏置：xn-1 → xn沿zn-1距离， 0； 　　(4) n：两连杆间角度，Xn-1→ Xn绕Zn-1的转 角，变量。  
    3) 两个转动关节相互交 叉垂直轴；两个关节转动轴 相交，连杆参数ln=0；关节 轴被认为是z方向；x方向由 两个z轴确定，y方向由右手 定 则 确 定 ； d n 为 偏 移 值 。
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