文章标题为“机器人运动学模型建立的改进DH方法及正反解计算”，讨论了机器人运动学建模的一个改进方法，即改进的Denavit-Hartenberg（DH）方法，并通过正反解计算来验证该方法的可行性。接下来，将详细介绍这篇文章的核心知识点。
### DH方法背景知识
Denavit-Hartenberg方法是由Jacob Denavit和Richard S. Hartenberg提出的，用于机器人臂结构的运动学建模。DH方法通过一系列变换来描述关节之间关系和连杆的几何属性，包括关节的旋转和平移，以及它们对机器人末端执行器（通常是机器人手爪）位置和姿态的影响。基本DH参数包括四个参数：关节角（theta）、关节偏移（d）、连杆长度（a）和连杆扭角（alpha）。通过这些参数可以建立连杆间的坐标系，并使用齐次变换矩阵来计算机器人末端执行器的位置和姿态。
### 改进DH方法概述
传统的DH方法在机器人建模过程中具有一定的局限性，尤其是在三维绘图软件中，刚体描述方式与传统机器人DH模型中坐标系描述方式不一致，导致设计人员在修改机器人结构时遇到不便。为此，作者提出了一种改进的DH方法，它旨在解决三维绘图软件与机器人DH模型之间的描述不一致性问题，提高机器人建模的灵活性和准确性。
### 正反解计算
正运动学解是指根据关节变量来计算机器人末端执行器位置和姿态的过程，而反运动学解是指根据期望的末端执行器位置和姿态来求解相应关节变量的过程。正反解计算对于机器人的路径规划、运动控制和碰撞检测等都至关重要。
### 改进DH模型法的特点
1. **正反解求解效率**：改进的DH模型法通过引入新的参数和变换规则，使得模型在求解运动学正反解时具有较好的效率和准确性。
2. **三维软件兼容性**：改进方法考虑到三维绘图软件在描述刚体方面的直观性和便捷性，使得机器人模型可以在三维软件中更自然地进行修改和仿真。
3. **模型建立的灵活性**：改进的DH模型方法提高了机器人建模的灵活性，方便工程技术人进行设计和修改。
### 改进方法的实践意义
改进的DH模型方法通过结合三维绘图软件的直观描述方式，使机器人设计和修改过程更加高效，降低了设计复杂度，提高了设计的可靠性。对于需要高精度控制的核电站反应堆压力容器检测工作来说，这一点尤其重要。
### 关键词解析
- **机器人**：指一种可以执行预定任务的多关节机械系统，具有一定的自主性和适应性。
- **改进DH方法**：指在原有DH方法基础上的改进，为机器人运动学建模提供了一种新的视角和方法。
- **运动学正反解**：指根据关节变量确定机器人末端执行器位置和姿态的过程（正解），以及根据末端执行器位置和姿态反求关节变量的过程（反解）。
### 结论
文章的改进DH方法提供了一种新的机器人运动学建模思路，通过与三维绘图软件的结合，使建模过程更为直观和高效。研究结果表明，这种方法在解决实际工程问题中具有良好的应用前景，为未来机器人运动学建模提供了重要参考。
文章中提到的公式和算法的具体内容由于篇幅限制未能展开，但在实际应用中，这些公式和算法是机器人运动学设计和分析的重要工具。通过改进DH方法，可以更好地解决工程实践中遇到的机器人运动学建模问题，提高工作效率，为机器人技术的发展贡献力量。
