一、機器人桿件與關節編號：

開鏈（open chain）機器人，是由多個桿件串接而成，即若干剛性桿件首尾連接而成，如下圖所示。桿件之間的連接部分稱為關節。桿件和關節的編號方法為：基座為桿0，然后依次為桿1，桿2...桿n；關節i連接桿i和桿i+1；除了桿0外，機器人的每個桿都有一個驅動器（actuator），產生的驅動力從關節i傳遞到連桿i上。（注：這里只討論轉動關節。）所以將關節i的軸稱為連桿i的驅動軸(driving axis），而關節i+1是將桿i的運動和力傳導到桿i+1上，故關節i+1的軸稱為桿i的傳動軸（transmitting axis）。

二、標準DH方法（Standard DH method）：

1、連桿坐標系的建立：

連桿坐標系是與機器人各連桿固連的坐標系，這是由Danevit Harttnberg提出的故稱為DH方法。對于n自由度機器人，建立與各桿件固連的坐標系的步驟為：

第一步：確定各坐標系的Z軸：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

基本原則為：選取軸為關節i+1的軸向（指向可以任選，但是通常將各平行的Z軸的指向取為相同）。另外，機器人遠端沒有關節n+1，這時可以選取軸和軸重合 。

第二步：確定各坐標系的原點：

基本原則為：選取原點在過軸和軸的公法線上（即公法線與軸的交點）。注意：①當?軸和軸平行時，兩軸的公法線有無數條，若兩軸重合則取，若兩軸平行且不重合則過點做兩軸的公法線，此公法線與軸的交點即為。②由于沒有,故的無法按上面的方法確定，若與相交則，若與不相交取在與的公法線上。

第三步：確定各坐標系的X軸：

基本原則為：選取軸沿過?軸和?軸的公法線，方向從?軸指向軸。?注意：①當?軸與軸?重合時（這時），選取?軸滿足在初始位置時?軸與軸重合。②當??軸與軸相交且不重合時，選擇=。通常使所有平行的X軸有相同的指向。③當i=0時，由于或?在與的公法線上，選取在初始位置時軸與軸重合。

?第四步：確定各坐標系的Y軸：

?基本原則為：使構成右手坐標系。

2、DH參數含義：

1、桿件長度：定義為從軸到?軸的距離，沿?軸的指向為正；

2、桿件扭角：定義為從軸到?軸的轉角，繞?軸正向轉動為正，且；

3、關節距離：定義為從軸到軸的距離，沿軸的指向為正；

4、關節扭角：定義為從軸到軸的轉角，繞軸正向轉動為正，且；

3、坐標系間的齊次變換矩陣：

三、修正DH方法（Modified DH method）：

?1、連桿坐標系的建立：

標準DH法連桿坐標系是建立在連桿的傳動軸上的，這個方法有一個明顯的缺點是對于并聯（樹形或閉鏈）機器人，有的桿上會存在多于一個的傳動軸，這時標準DH法建立連桿坐標系便會產生歧義。為此發展的修正DH法則將連桿坐標系建立在連桿的驅動軸，從而避免了這個問題。

第一步：確定各坐標系的Z軸：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

基本原則為：選取軸為關節i的軸向?。

第二步：確定各坐標系的原點：

基本原則為：選取原點在過軸和軸的公法線上。

第三步：確定各坐標系的X軸：

基本原則為：選取軸沿過?軸和?軸的公法線，方向從?軸指向軸。?

?第四步：確定各坐標系的Y軸：

?基本原則為：使構成右手坐標系。

2、DH參數含義：

1、桿件長度：定義為從軸到?軸的距離，沿?軸的指向為正；

2、桿件扭角：定義為從軸到?軸的轉角，繞?軸正向轉動為正，且；

3、關節距離：定義為從軸到軸的距離，沿軸的指向為正；

4、關節扭角：定義為從軸到軸的轉角，繞軸正向轉動為正，且；

?

3、坐標系間的齊次變換矩陣：

?

?通常標準DH參數和修改的DH參數間除i=0和i=n外有如下關系：

標準DH參數{}=修正的DH參數{}

以上便是關于機器人DH參數建模的相關內容，下面將以一個六軸機械臂為例進行實例建模。?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的（3）机器人的DH参数建模详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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