DH坐标系建立省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

§2.8正逆运动学求解基础知识在机器人中，通常有两类关节：转动关节和移动关节。不一样于人类关节，普通机器人关节为一个自由度关节，其目标是为了简化力学、运动学和机器人控制。转动关节提供了一个转动自由度，移动关节提供一个移动自由度，各关节间是以固定杆件相连接。旋转关节有两种基本形式：铰链和两杆相对转动。杆件下面给出了八种类型常见杆件构形：坐标系及其相关参数确定：一、坐标系确定(1)Zn-1确实定(转轴轴线)(2)Xn-1：垂直两连杆公垂线xn-1=zn-1→zn(3)Yn-1：依据右手定则确定二、参数确定(1)连杆长度ln：zn-1→zn沿xn-1距离；(2)两关节轴扭角n：zn-1→zn绕xn转角；(3)dn：两连杆间偏置：xn-1→xn沿zn-1距离，0；(4)n：两连杆间角度，Xn-1→Xn绕zn-1转角，变量。2)两个转动关节在空间形成两轴间90°扭转；连杆参数ln—连杆长度；假如连杆中心线被认作x方向而且从关节n-1到关节n沿xn-1方向有一定距离，整个杆件能够绕关节n-1转动n角，该角认为是两连杆夹角，这个角就是普通转动关节变量；同时关节轴被认为是z方向而且绕zn-1转动；y轴由右手定则确定。坐标系及其相关参数确定：一、坐标系确定(1)Zn-1确实定(转轴轴线)(2)Xn-1：xn-1=zn-1→zn(3)Yn-1：依据右手定则确定二、参数确定(1)连杆长度ln：zn-1→zn沿xn-1距离；(2)两关节轴扭角n：zn-1→zn绕xn转角，90°；(3)dn：两连杆间偏置：xn-1→xn沿zn-1距离，0；(4)n：两连杆间角度，Xn-1→Xn绕Zn-1转角，变量。3)两个转动关节相互交叉垂直轴；两个关节转动轴相交，连杆参数ln=0；关节轴被认为是z方向；x方向由两个z轴确定，y方向由右手定则确定；dn为偏移值。坐标系及其相关参数确定：一、坐标系确定(1)Zn-1确实定(转轴轴线、柱轴方向线)(2)Xn-1：xn-1=zn-1×zn(3)Yn-1：依据右手定则确定二、参数确定(1)连杆长度ln：zn-1→zn沿xn-1距离，两轴相交为0；(2)两关节轴扭角n：zn-1→zn绕xn转角，-90°；(3)dn：两连杆间偏置：xn-1→xn沿zn-1距离，dn；(4)n：连杆绕zn-1转角，变量。4)两个转动关节相互垂直而且重合；连杆参数ln=0；关节轴被认为是z方向；x方向由两个z轴确定，y方向由右手定则；dn为偏移值。原点由n-1坐标系决定坐标系及其相关参数确定：一、坐标系确定(1)Zn-1确实定(转轴轴线、柱轴方向线)(2)Xn-1、：xn-1=zn-1×zn(3)Yn-1：依据右手定则确定二、参数确定(1)连杆长度ln：zn-1→zn沿xn-1距离，两轴相交0；(2)两关节轴扭角n：zn-1→zn绕xn转角，90°；(3)dn：两连杆间距离：xn-1→xn沿zn-1移动距离，0；(4)n：连杆绕zn-1转角，变量。5)两个移动柱关节相互垂直并相交；连杆参数ln=0；关节轴线方向是z向；x向由z轴确定，y方向由右手定则确定；dn与dn+1为柱关节变量。6)一个转动关节和一个移动柱关节相互垂直并相交；连杆参数ln=0；转动关节轴线方向和移动关节移动方向是z向；x方向由z轴确定，y方向由右手定则确定；n为转动关节变量、dn+1为移动关节变量。7)一个移动柱关节和一个转动关节相互平行；连杆参数ln=偏置量；关节轴线方向是z向；x方向由z轴确定，y方向由右手定则；转动和移动关节变量为n和dn+1。8)一个移动柱关节和一个转动关节相互垂直；连杆参数ln=0；关节轴线方向是z向；x向由z轴确定，y方向由右手定则；dn为偏移值。§2.8D-H表示法一背景介绍：1955年，Denavit和Hartenberg提出了这一方法，后成为表示机器人以及对机器人建模标准方法，应用广泛。1.坐标系确定规则一关节，连杆命名规则：第一个关节指定为关节n,第二个关节为n+1,其余关节以此类推。连杆命名规则与关节相同。坐标系确定规则X轴确定规则Y轴及变量确定规则※抵达下一坐标系标准运动※抵达下一坐标系标准运动※抵达下一坐标系标准运动列出变换矩阵D-H参数表例2.12如图，已知一两杆机构，一杆偏置为d1、二杆长为l2，转角变量为，：1)建立连杆坐标系；2)确定参数；3)确定工作空间例2.13如图，已知一两杆机构，一杆偏置为d1、二杆偏置为d2，变量为，d2：1)建立连杆坐标系；2)确定参数；3)确定工作空间例2.14如图，已知一两杆机构：1)建立连杆坐标系；2)确定参数；3)确定工作空间例2.15如图，已知一两杆机构：1)建立连杆坐标系；2)确定参数；3)确定工作空间例题2.19第一步：依据D-H法建立坐标系规则建立坐标系第二步：将做好坐标系简化为我们熟