3 自由度机器人的正运动学建模研究
摘要:基于 D-H 参数法建立 D-H 矩阵和 D-H 坐标系、并比较两种不同坐标系
下 3 自由度机器人模型的建立,验证了两种不同坐标系下求得的机器人末端位姿
矩阵一样。最后通过机器人学工具箱(Robotics Toolbox for MATLAB) 仿真 3
自由度机器人模型。
关键词:D-H 参数;D-H 矩阵;D-H 坐标系;Robotics Toolbox
0 引言
建立机器人坐标系有两种较为常用的方法,分别是旋量理论和 D-H 法 ,
[
相对于旋量理论,D-H 法应用更为广泛
2-4]
。
[1]
D-H 法的本质是坐标变换,将坐标系建立在机器人的移动或转动关节处,然
[
后进行相应的坐标变换,得到关节变量参数表,代入运动方程获得解析解
3]
。
本文基于 D-H 参数法对 3 自由度机器人进行建模,通过 D-H 坐标系建立,列
出 D-H 矩阵,得到机器人运动学模型,并用 MATLAB 的 Robotics Toolbox 工具箱
搭建模型。
1 D-H 运动学建模
1.
1.
利用连杆坐标系确定 D-H 参数
在 D-H 建模方法中,建立机器人 D-H 连杆坐标系后从相邻的两个连杆坐标系
确定 D-H 参数,如图 1-1 所示。
:从
:从
到 沿
到
测量的距离; :从 到 绕
到
旋转的角度;
沿 测量的距离; :从 绕 旋转的角度。