用D-H参数建模法描述机器人运动实例
时间:1753-01-01
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来源:机器人在线--业界资讯

用D-H参数建模法描述机器人运动实例
机器人在执行任务的过程中是不断运动着的,机器人是由各个连杆通过中间的关节连接以达到不同的运动方式的。由于机器人是一个串联机构,每一根连杆的运动都会对与该连杆相邻的其他连杆的运动产生影响。为了准确地描述机器人的运动,1956年两位科学家Denavit与Hartenberg提出了D-H参数建模法,机器人连杆D-H参数模型见图2.9。机器人运动即连杆的运动无非就是平移与旋转运动,机器人结构如图2.10。本着将机器人的运动清晰表达出来的目的首先分别在机器人六根连杆上建立固定坐标系,该固定坐标系与对应的连杆是相对静止的,固定在各个连杆上的固连坐标系相对于工作空间中的参考坐标系的平移与旋转都可以通过3x3的矩阵来描述。D-H参数法可以用于描述两个相互连接的连杆之间的平移和旋转关系,对于描述机器人的运动起着至关重要的作用,也是目前应用最为广泛的一种机器人建模方法。本次试验所选用的焊接机器人D-H参数见表2.2。 D-H参数法来描述两相邻杆件需要四个参数,即连杆长度、连杆转角、连杆偏距以及关节角。

在地面上建立坐标系0,在每个轴的轴线交界处依次按顺序建立一至六坐标系。在机器人的全部杆件的坐标系确定后,通过一系列的平移、旋转等变换找到任意两个相邻坐标系之间的关系网。

2. 2. 5正向运动学
焊接机器人在进行焊接操作的时候焊枪(末端执行器)固定在末端关节处,由于焊枪最重要执行焊接工作,因此需要对焊枪的位置和姿态进行描述。在焊接机器人的每个关节的关节坐标都是己知确定的情况下我们就可以得到末端执行器的关节坐标,这样末端执行器的位置和姿态就可以描述了。将上述焊接机器人D-H参数表中的数据代入上式(2.13中,即可分别求得任意两相邻关节的关节坐标系的相对关系。

在相邻关节的关节坐标系的相对关系确定之后,采用矩阵连乘的方式即可求得末端关节的关节坐标系相对于首端关节的关节坐标系。

2.2.6逆向运动学
当末端执行器处在理想的位姿状态时,焊接机器人的末端坐标系的位姿己知的情况下求取其他各个关节的关节角的过程,称为
焊接机器人逆向运动学。
首先末端的位姿是确定的。
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