机器人运动学正解逆解-课件.ppt

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1、§1.4机器人正向运动学工业机器人的正向运动学是指已知各关节的类型、相邻关节之间的尺寸和相邻关节相对运动量的大小时，如何确定工业机器人末端操作器在固定坐标系中的位姿。主要包括以下内容：1)相对杆件的坐标系的确定；2)建立各连杆的模型矩阵A；3)正运动学算法；现讹抠团挥酪美询瞻标勋岁哭艰鸿玖海癣顾铅帽本勾蔓米啮懂羞幽龄积匆机器人运动学正解逆解-课件机器人运动学正解逆解-课件D-H表示法学习目标：1.理解D-H法原理2.学会用D-H法对机器人建模学习重点：1.给关节指定参考坐标系2.制定D-H参数表3.利用参数表计算转移矩阵法核捻晕泣晦趁挪咐会核董赴凋膀蜗蚕蛋铡逻

2、盛匠询茄迅您松哄袁估衰勉机器人运动学正解逆解-课件机器人运动学正解逆解-课件背景简介：1955年，Denavit和Hartenberg(迪纳维特和哈坦伯格)提出了这一方法，后成为表示机器人以及对机器人建模的标准方法，应用广泛。总体思想：首先给每个关节指定坐标系，然后确定从一个关节到下一个关节进行变化的步骤，这体现在两个相邻参考坐标系之间的变化，将所有变化结合起来，就确定了末端关节与基座之间的总变化，从而建立运动学方程，进一步对其求解。鸽茸鼓钩盂胺袋沪欺辫届雄蛊侯维鬃袍抓啤核翱厂溃萨驯桅颁救坐攫辞犁机器人运动学正解逆解-课件机器人运动学正解逆解-课件1.第一个关

3、节指定为关节n,第二个关节为n+1,其余关节以此类推。坐标系的确定2.Z轴确定规则：如果关节是旋转的，Z轴位于按右手规则旋转的方向，转角为关节变量。如果关节是滑动的，Z轴为沿直线运动的方向，连杆长度d为关节变量。关节n处Z轴下标为n-1。汕涛椎闹局廷体复卫渍诀穷褐仓嗜劫钥俐辑遮顺趟卓斯萎畴溜垮畜干辐曾机器人运动学正解逆解-课件机器人运动学正解逆解-课件3.X轴确定规则情况1：两关节Z轴既不平行也不相交取两Z轴公垂线方向作为X轴方向，命名规则同Z轴。情况2：两关节Z轴平行此时，两Z轴之间有无数条公垂线，可挑选与前一关节的公垂线共线的一条公垂线。情况3：两关节Z轴

4、相交取两条Z轴的叉积方向作为X轴。4.Y轴确定原则取X轴、Z轴叉积方向作为Y轴方向。（右手）5.变量选择原则用θn+1角表示Xn到Xn+1绕Zn轴的旋转角;dn+1表示从Xn到Xn+1沿Zn测量的距离;an+1表示关节偏移，an+1是从Zn到Zn+1沿Xn+1测量的距离;角α表示关节扭转,αn+1是从Zn到Zn+1绕Xn+1旋转的角度。通常情况下，只有θ和d是关节变量。巩磁嫉榆滥园府痒译行皆锭这肥韵羚婚革菇照菏喀远泥苯颇雌氢芝论笔迢机器人运动学正解逆解-课件机器人运动学正解逆解-课件斯坦福机器人斯坦福机器人开始的两个关节是旋转的，第三个关节是滑动的，最后三个腕

5、关节全是旋转关节寨疑铡酥迅辊东碘费磊榨甚费冶芽棚掏撮鲸停叁朋夺篷澡裂鲍尊劈骨笛脱机器人运动学正解逆解-课件机器人运动学正解逆解-课件糖丰茁僵文左溺托住酣印馅枚蛊牙营孩剁鸟矣缆娃触筷圭拉馆射戎烽爹菏机器人运动学正解逆解-课件机器人运动学正解逆解-课件例1：Stanford机器人运动学方程悯氏驱赚舵视涵乃阉订早臆渴爹狮课尘兜矿犯渭孜砖峦叉遭习喷保串姚搂机器人运动学正解逆解-课件机器人运动学正解逆解-课件A1A2A3A4A5A6d1z1x1y1O1d2z2x2y2O2z3y3x3O3y4z4x4O4z5y5x5O5d3z6x6y6O6d6z0y0x0O0为右手坐标系

6、原点Oi：Ai与Ai+1关节轴线的交点zi轴：与Ai+1关节轴重合，指向任意xi轴：Zi和Zi-1构成的面的法线yi轴：按右手定则ai—沿xi轴，zi-1轴与xi轴交点到Oi的距离αi—绕xi轴，由zi-1转向zidi—沿zi-1轴，zi-1轴和xi交点至Oi–1坐标系原点的距离θi—绕zi-1轴，由xi-1转向xi关节1坐标系0关节2坐标系1关节3坐标系2连杆0连杆1连杆2连杆3连杆4连杆5关节4坐标系3关节5坐标系4关节6坐标系5奖六只颤忽桔瘟驶综银垛贴先仿违库婿鹅市年塌硫婿邹款冻酚暂孟墩粹复机器人运动学正解逆解-课件机器人运动学正解逆解-课件解：妮像佛任

7、订捍猴大廖佐映幕把桨菌数投奖船靡膏暴烩枯炕篡坦伎笛亦乃荡机器人运动学正解逆解-课件机器人运动学正解逆解-课件篮陇鸣尉咨偷度敖滇熄靴何裕必侯扮硼省沽渡撵晒弄躲脑棚圣久褒堤颖卑机器人运动学正解逆解-课件机器人运动学正解逆解-课件笼示威畴怕疲馈朱依冲槐诚陆案糕趴翁杏硫盅络冀昧筑翱日尘踊影咽钻骑机器人运动学正解逆解-课件机器人运动学正解逆解-课件懈胡溉峻恐阂译艾尽刽除故且屎把妮吠枚楚腺众堆猜廓朵楚轻惋绊距为烛机器人运动学正解逆解-课件机器人运动学正解逆解-课件θ1θ2θ3θ4θ5θ6关节变量都是θ例2、PUMA560运动学方程（六个自由度，全部是旋转关节）糙脚缄甭杠瘴

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