文档介绍：机器人学基础
——连杆参数和坐标系
引言
已知机器人中各运动副的运动参数,求末端执行器位姿。
已知末端执行器位姿,求各运动副的运动参数。
运动学正问题
运动学逆问题
机器人运动学问题
上海电机学院机械学院
机器人运动学的重点研究手部的位姿和运动。
而手部位姿是与机器人各杆件的尺寸、运动副类型及杆间的相互关系直接关联的。
首先必须分析两相邻杆件的相互关系,即建立连杆坐标系。
机器人运动学
机器人运动学
对坐标系的各坐标轴的分配并无任何特殊规定——坐标变换方程。
一般方法
它严格定义了每个坐标系的坐标轴,并对连杆和关节定义了4个参数。
D-H方法
连杆坐标系建立方法:
机器人运动学——连杆参数
连杆
长度
两条关节轴线的公垂线段的长ai-1
扭角
这两条关节轴线间的夹角αi-1
参
数
机器人运动学——连杆参数
由连杆长度和扭角完全定义了连杆i-1的特征。实际上,公法线的长度和扭角可以用来规定任意两条空间直线的位置关系。
例 XHK5140换刀机械手的连杆1如图所示,关节1的轴线与正方体的对角线重合,关节2的轴线与正方体的一棱边重合,正方体的变长为l,求此连杆长度a1和扭角α1.
连杆
距离
沿关节i轴线两个公垂线间的距离di
连杆
转角
两个公垂线的夹角θi。
参
数
机器人运动学——连杆参数
连杆长度:两条关节轴线的公垂线段的长ai-1;
连杆扭角:两条关节轴线间的夹角αi-1;
连杆距离(偏置):两条公法线之间的距离di;
连杆转角(关节角): 两条公法线之间的夹角θi。
对于运动链两端,按****惯约定:
以及
的确定方法如下:
机器人运动学——连杆坐标系
关节变量