直线机

六轴串联机械手模型

发布时间:2022/7/28 18:08:03   
理清关节和连杆

第一步相当重大,你得首先搞领会哪个是关节1,哪个是连杆1,与连杆1固连的坐标系1原点在那处等等。仍旧想再次强调DH坐标系是竖立在连杆的传动轴也即是离开基座的谁人轴。是以对于串连机械人来讲关节,连杆,坐标系按照间隔基座由近到远枚举该当是云云的:首先必定是关节1,其次是安设在关节1上的连杆1,而后是与连杆1固连的坐标系1,以后是关节2。请注意连杆1的坐标系轴轴线实践是连杆2的启动轴。

咱们以一个六轴机械人竖立DH坐标系为例,为了便利看领会各个连杆,我把每个连杆涂成了不同的颜色,如下图所示。

设想一下倘若没有给各个连杆涂上颜色,你还能一下子看出全部的连杆吗?你还能一下子辨别出连杆1的坐标系该当竖立在那处吗?

画z轴

第二步咱们要断定各个连杆坐标系的z轴,这一步实践上是对照轻易的,由于按照法则轴该当是和关节轴同向的。是以这边你唯一需求搞领会的是这些轴离别是固连在哪个连杆上。由于DH参数是在传动轴上竖立坐标系的(请谅解我曾经多数次在强调这个题目,由于我曾经多数次掉进这个坑里),是以z轴必定是竖立在连杆离开基座一侧的谁人轴上的。

如下咱们把与连杆固连的坐标系涂成与连杆相近的颜色。请先在本身的脑海中构想一下,看看你竖立的z轴与底下的图是一致的吗。

断定x轴

第三步咱们需求断定x轴,这一步是最关键也是对照艰苦的一部份。在这边需求断定的有两点,第一点你需求断定x轴的方位第二点你得搞领会坐标系的原点在那处,也即是需求断定x轴的肇始点。

x轴方位

咱们先束缚第一点。DH坐标系的x轴是连杆的启动轴和传动轴的公垂线。是以x轴的方位相对而言是对照轻易赢得的。咱们了解两个不平行的向量的叉乘(外积)即是两个向量的公垂线了。是以咱们界说:

云云你就能够断定连杆坐标系x轴的轴线了。最后x轴的指向你能够统一让它们指向传动轴。当启动轴和传动轴平行时也很容易,你唯有要画一条与两个轴都笔直且订交的向量,而且这个向量指向传动轴就能够了。

x轴肇始点(坐标系原点)

接下来束缚第二点。何如断定坐标系x轴的肇始(原来即是坐标系原点)。提早解释一下,当连杆的启动轴和传动轴是异面直线时这个题目是不存在的,由于异面直线的公垂线有且唯一一条,这个时间原点曾经跟着x轴确实定一同断定下来了(即是x轴和z轴的交点)。

除了异面直线除外,启动轴和传动轴尚有两种干系,一个是平行干系,另一个是订交干系。这两种干系下启动轴和传动轴的公垂线有多数条。在这个时间要怎样断定坐标系的原点呢?

按照DH的法则,两个z轴之间公垂线长度代表的是笼统的连杆长度,两个x轴的公垂线长度代表的相邻两个连杆之间的偏距。你在断定坐标系原点时就需求思虑这些参数物理含意了。由于z轴曾经全体断定了,x轴的方位也断定了,是以这个时间各个连杆的长度也即是DH参数中的曾经断定了。那末咱们在取舍x轴的肇始时务必要保证通过上一个连杆i-1的坐标系绕轴扭转和沿轴平移后能让和重合。当你觉察通过云云的调换不能让和重合时解释你的连杆i坐标系取舍的原点有题目。

上头这么说仍旧太艰涩了,咱们举个例子。上头的六轴机械人连杆2的启动轴和传动轴平行,连杆3的启动轴和传动轴订交,咱们就以这两个连杆为例来解释坐标系原点确实定进程。

在这以前咱们仍旧先把基坐标系和连杆1坐标系断定下来,常常基座的轴指向机械人的正前线。是以基坐标系很轻易就断定下来了。连杆1的启动轴和传动轴是异面直线,是以连杆1的坐标系轴也能够轻便地按照前方提到的叉乘公式断定。云云基座和连杆1的坐标系就断定结束,如下图所示。

接下来的连杆2和连杆3就对照非常了。当你试图找到和的公垂线时你觉察又多数条。对于这类平行的连杆何如断定其x轴呢?原来很容易,你的连杆1坐标系不是曾经断定好了嘛,唯有要过这个坐标系原点做垂线与订交就能够了。这原来是最容易的连杆,不要把这个题目想繁杂了就好。倘若不信任,你能够按照前方说的法则搜检一下。连杆2的坐标系断定以后如下图所示。

接下来即是连杆3了,你会觉察连杆3的启动轴和传动轴是订交的。连杆3的方位是轻易断定的,由于唯有启动轴和传动轴不平行咱们就能够哄骗叉乘公式断定x轴的方位。然而一样的云云的x轴有多数个,要何如取舍呢?你能够试一下选和的交点。先奉告列位这是对的。原来能够多找几个点,你会觉察不管原点选在除这个点除外的任何处所,你要末需求在某此中央环节向y轴平移,要末即是最后你需求在z轴方位再平移一段。云云咱们就断定了连杆3的坐标系,如下图所示。察看后你会觉察两个坐标系的原点重合,这解释连杆长度和连杆偏距都为0,这即是此类连杆的一个特色。

反面的连杆4也是雷同的,启动轴和传动轴订交,注企图内部的很不显然,不要把当做哦。叉乘后觉察向下,原点固然也是在和的交点。反面的连杆也都小异大同。这边我就不逐个引见了。

着末的六轴机械人DH坐标系竖立达成后如下图所示。

着末咱们写出这个机械人的DH参数表如下表所示。

对于offset项是叠加在上头的偏置量,你能够了解为机械人处于零位时,启动轴和传动轴依旧存在夹角。

小结

前方觉得烦琐了许多,不了解有没有说领会,这边容易归纳一下:当连杆启动轴和传动轴是异面直线,公垂线(唯一)即是连杆的x轴;当连杆的启动轴和传动轴平行时,找到上一个连杆的坐标系原点,向目下连杆的z轴做垂线,垂足即是目下连杆原点,垂线即是x轴;当连杆的启动轴和传动轴订交时,交点即是连杆坐标系原点,启动轴和传动轴的叉乘即是x轴方位。

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