ppt機器人正逆運動學(xué)(ppt60頁)-資料下載頁
2025-02-24 00:09本頁面
【正文】 位于 2個桿件相連接處 ， 如圖所示 ， i 1關(guān)節(jié)和 i +1關(guān)節(jié)也各有一個關(guān)節(jié)軸 Ai1 和 Ai+1。 Ai Ai+1 Ai1 ? 桿件參數(shù)的定義 —— 、 、 和 ? — li 和 li1 在 Ai 軸 線上的交點之間 的距離。 i?id i?Ai Ai+1 i?ilid1?il i?Ai1 id? — li 和 li1 之間的夾 角，按右手定則 由 li1 轉(zhuǎn)向 li。 由運動學(xué)的觀點來看 ， 桿件保持其兩端關(guān)節(jié)間的形態(tài)不變 ， 這種形態(tài)由兩個參數(shù)決定：桿件長度 li 和桿件扭轉(zhuǎn)角 。 桿件的相對位置關(guān)系 ， 由另外 兩 個參數(shù)決定：桿件的距離 di 和桿件的回轉(zhuǎn)角 。 i?i?il i?? li — 關(guān)節(jié) Ai 軸和 Ai+1 軸線公法線的長度。 i?? — 關(guān)節(jié) i 軸線與 i+1軸線在垂直于 li 平面內(nèi)的夾角。 ? 上述 4個參數(shù)，就確定了桿件的結(jié)構(gòu)形態(tài)和相鄰桿件相對位置關(guān)系。在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)中， li, αi, di是固定值， θi是變量。在移動關(guān)節(jié)中， li, α i , θi是固定值， d i 是變量。 167。 機器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)系的建立 ? 對于每個桿件都可以在關(guān)節(jié)軸處建立一個正規(guī)的笛卡兒坐標(biāo)系（ xi, yi, zi），（ i=1, 2, …, n）， n是自由度數(shù)，再加上基座坐標(biāo)系，一共有（ n+1）個坐標(biāo)系。 ? 基座坐標(biāo)系 ∑O0定義為 0號坐標(biāo)系（ x0, y0, z0） ,它也是機器人的慣性坐標(biāo)系， 0號坐標(biāo)系在基座上的位置和方向可任選，但 z0軸線必須與關(guān)節(jié) 1的軸線重合，位置和方向可任選 ； ? 最后一個坐標(biāo)系（ n關(guān)節(jié)），可以設(shè)在手的任意部位，但 必須保證 zn與 zn1 垂直 。 ? 機器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)系的建立主要是為了描述機器人各桿件和終端之間的相對運動，對建立運動方程和動力學(xué)研究是基礎(chǔ)性的工作。 ? 為了描述機器人各桿件和終端之間轉(zhuǎn)動或移動關(guān)系， Denavit和 Hartenberg于 1955年提出了一種為運動鏈中每個桿件建立附體坐標(biāo)系的矩陣方法 （ DH方法） ，建立原則如下： 167。 DH關(guān)節(jié)坐標(biāo)系建立原則 ?右手坐標(biāo)系 ?原點 Oi：設(shè)在 li與 Ai+1軸線的交點上 ?Zi軸 ： 與 Ai+1關(guān)節(jié)軸重合，指向任意 ?Xi軸 ： 與公法線 Li重合，指向沿 Li由 Ai軸線指向 Ai+1軸線 ?Yi軸 ： 按右手定則 167。 關(guān)節(jié)坐標(biāo)系的建立方法 Ai Ai+1 i?ilid1?ili?Ai1 1?iz1?ix1?iy1?ioizixiyio? 原點 Oi：設(shè)在 li與Ai+1軸線的交點上 ? zi軸 ：與 Ai+1關(guān)節(jié)軸重合，指向任意 ? xi軸 ：與公法線 li重合，指向沿 li由 Ai軸線指向 Ai+1軸線 ? yi軸 ：按右手定則 ? 桿件長度 li — 沿 xi 軸 ， zi1 軸與 xi 軸交點到 0i 的距離 ? 桿件扭轉(zhuǎn)角 αi — 繞 xi 軸 ， 由 zi1 轉(zhuǎn)向 zi ? 桿件偏移量 di — 沿 zi1 軸 ， zi1 軸和 xi 交點至 ∑0i –1 坐標(biāo)系原點的距離 ? 桿件回轉(zhuǎn)角 θi — 繞 zi1 軸 ， 由 xi1轉(zhuǎn)向 xi ?? 兩種特殊情況 ? 兩軸相交，怎么建立坐標(biāo)系？ ? Oi — Ai與 Ai+1關(guān)節(jié)軸線的 交點； ? zi — Ai+1軸線； ? xi — zi和 zi1構(gòu)成的平面的 法線 ； ? yi — 右手定則； 1iizz?????Ai Ai+1 zi1 zi xi yi Oi ? 兩軸平行，怎么建立坐標(biāo)系 (Ai與 Ai+1平行 )？ ? 先建立 ∑Oi1 ? 然后建立 ∑Oi+1 ? 最后建立 ∑Oi 1iODA i 1AiA i + 1A i + 2l i 1o i 1xi 1y i 1 z i 1ABD Co i（ x i）（ y i）zix iy io i + 1x i + 1y i + 1zi + 1d i + 1l i + 1d i注意： ? 由于 Ai和 Ai+1平行 ， 所以公法線 任意點在 A點位置； ? 按照先前的定義 ， di為 Oi1點和 A點之間的距離 ， di+1為 B點和 C點間的距離 ， 這樣設(shè)定可以的 ， 但我們可以變更一下 ， 將 0i點放在 C點 ，定義 Oi在 li+1和 Ai+1軸的交點上 ， 這樣使 di+1=0使計算簡便 ， 此時 di= 167。 相鄰關(guān)節(jié)坐標(biāo)系間的齊次變換過程 —— 機器人運動學(xué)正解 ?將 xi1軸繞 zi1 軸轉(zhuǎn) ?i 角度，將其與 xi軸平行； ?沿 zi1軸平移距離 di ，使 xi1 軸與 xi 軸重合； ?沿 xi 軸平移距離 li，使兩坐標(biāo)系原點及 x軸重合； ?繞 xi 軸轉(zhuǎn) ?i 角度，兩坐標(biāo)系完全重合． Ai Ai+1 i?ilid1?ili?Ai1 1?iz1?ix1?iy1?ioizixiyio1 11A ( , ) ( , ) ( ,)( , )i i i i i i i i i iRz Transz dTransxlRx??? ???? 機器人的運動學(xué)正解方程 0 0 1 112iiiT A A A?? ? ???? DH變換矩陣 ii A1?????????????100010000100001id???????????? ?1000010000c o ss in00s inc o siiii????????????????100001000010001 il?????????????10000c o ss in00s inc o s00001iiii??????????????????1000c oss i n0s i nc oss i nc osc oss i nc oss i ns i ns i nc osc osiiiiiiiiiiiiiiiiidaa??????????????= = 演講完畢，謝謝觀看！
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