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机器人模型:机器人模型构建分析及模型下载

发布日期:2020-08-27 10:22:20 浏览次数:92 来源:悦普达自动化工业机器人 作者:齐工
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信息摘要:
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原文标题:机器人模型:机器人模型构建分析及模型下载

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      DH法是建立串联机器人连杆坐标系最常用的方法,目前学术界同时存在标准DH和改进DH两种建系方法。本文对这两种建系方法进行简单的讨论和分析。(注:本文提及的MDH法是指Khalil和Kleinfinger提出的一种修改DH法,而不是指机器人运动学标定中引入Y轴参数进行辅助标定的MDH。)
     网上的博客基本不完整,要详细地了解DH建模法还是直接看书比较好。教材中《机器人建模与控制》把标准DH建模法讲得比较清楚,主要是它的坐标系建模方法比较简单、直接,因此这篇文章总结一下《机器人建模与控制》里DH建模法的整个过程。

Tips:本文适用于对DH建系法有一定基础~

1.机器人连杆与关节的标号

先标号,再建系。

连杆编号:基座为杆0,从基座往后依次定义为杆1,杆2,…,杆i;

关节编号:杆i离基座近的一端(近端)的关节为关节i,远的一端(远端)为关节i+1。

为便于理解,这里我把连杆的近端用绿色表示,远端用橙色表示,且远端驱动近端转动。大家只要记住一句话,连杆近端关节的标号和连杆标号是一致的

连杆和关节标号

图1连杆和关节标号

2.两种建系方法的区别

区别一:连杆坐标系建立的位置不同。SDH方法将连杆i的坐标系固定在连杆的远端,MDH方法把连杆i的坐标系固定在连杆的近端。

SDH和MDH建模的区别

(a)SDH (b)MDH

图2 建系方法的不同

区别二:执行变换的的顺序不同。按照SDH方法变换时四个参数相乘的顺序依次为d—>θ—>a—>α,而MDH方法则按照α—>a—>θ—>d(正好与SDH相反)。

3.影响

对于树形结构或者闭链机构的机器人来说,按照SDH方法建立的连杆坐标系会产生歧义,因为SDH的建系原则是把连杆i的坐标系建立在连杆的远端,如图3(a)所示,这就导致连杆0上同时出现了两个坐标系。而MDH把连杆坐标系建立在每个连杆的近端,则不会坐标系重合的情况,如图3(b)所示,这就克服了SDH方法建系的缺点。

坐标系分配的不同

(a)SDH (b)MDH

图3 坐标系分配的不同

4.总结

1.SDH适合应用于开链结构的机器人

2.当使用SDH表示树状或闭链结构的机器人时,会产生歧义;

3.MDH法对开链、树状、闭链结构的机器人都适用,推荐使用。

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