🗒️「机器人学」D-H法建模
2023-10-22
| 2024-7-26
Words 465Read Time 2 min
D-H法的基本思想是在开链机械臂的每一个link上绑定一个坐标架,然后利用相邻坐标架的相对空间位姿差距来计算正运动学。

Assigning Reference Frames

notion image
坐标架建在每一个link的末端。Z轴与joint的旋转轴共线。根据选定的Z轴方向,利用右手定则定义link旋转的正方向。
坐标架的原点定义为[该joint和下一个joint的旋转轴的公垂线]与[该joint的旋转轴]的交点。
X轴定义为沿[该joint和下一个joint的旋转轴的公垂线]指向下一个joint
Y轴根据X轴和Z轴,按照右手系选定。
地面坐标架:与link1处于初始状态的坐标架相同

Defining Four Parameters

要表示两个相邻坐标架的相对空间位姿差距,我们需要以下的变量:
  • Link length: , [该joint和下一个joint的旋转轴的公垂线]的长度
  • Link twist: , 该joint和下一个joint的旋转轴的夹角「也即两个相邻坐标架Z轴的夹角」
  • Link offset: , 从[前一坐标架x轴和该坐标架z轴的交点]到[该坐标架原点]的距离(以该坐标架z轴方向为正方向)
  • Joint angle: , 前一坐标架与该坐标架x轴的夹角

Example

notion image
0→1: 选择地面坐标架与第一个关节坐标架初始相同,对于旋转关节:, 对于平移关节:
1→2: 两个joint轴线相交,
2→3: 两个joint轴线平行,
3→4: 平移关节,取z轴方向与平移方向相同。
 
参考文献:Modern Robotics, Lynch and Park, Cambridge U.Press, 2017. http://modernrobotics.org
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