機械臂開發之DH模型

一.概要

  一般在講解機械臂的時候,我們都會先介紹DH模型,但是DH模型比較抽象,給新手入門會帶來一定的困惑,所以在學習機械臂運動學,應該先去學習一下二維空間和三維空間的座標變換的知識,主要涉及到矩陣運算和座標向量運算,大家可以找相關方面的書籍看看。然後再來學習DH模型會更好理解一點。

二.機械臂DH模型的表示

在建模的時候會做如下規約,如果關節爲旋轉關節,則關節座標系的z軸與旋轉關節的旋轉軸重合,一般上來講z軸正方向選取正上方或左側。

通過右手定則確定X軸和Y軸的方向

1.機械臂的描述方式

*Joint

  *每個revolute或prismatic的joint具有1DOF

  *每個joint會旋轉一定的角度或移動一定的距離。

*Link

  *連接joint的杆件,爲剛體(不會發生形變)

  *編號方式

 *Link0:地杆,不動的杆件

 *Link1:和Lint0相連,第一個可動杆件

 *Link2:第二個可動的杆件

 *依次類推

 

2.DH參數描述

每一關節都可以通過四個參數去表示,(αi, ai, di ,Θi),接下來解釋一下各個參數含義

*αi-1:以Xi-1方向看,兩個關節Z軸之間的夾角(Zi-1和Zi)。

*ai-1 : 沿着Xi-1方向看,兩個關節Z軸之間的距離,兩個關節之間會有一個相互垂直的線段,就是這個線段的距離。

*di-1:以Zi方向看,兩個關節X軸之間的距離。

*Θi-1: 沿着Zi方向,兩個關節之間的夾角。

具體的看下圖

 

 

例舉兩個例子

見下圖通過DH參數表示各個關節

例1

 

例2

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