六自由度機械臂研究(2) 機械臂座標系建立

2021-09-26 14:40:07 字數 1614 閱讀 2007

機械臂的座標系建立是未來解析推導運動學演算法的基礎, 也是機械臂入學者的第乙個坑。 坑的原因是網上資料無數, 但是幾乎沒有任何乙個建系教程是完全一樣的。 更有甚者, 有好多部落格還是有或多或少的錯誤,把原理與引數定義搞錯者也是大有人在。 博主排坑無數後總結了親測可行的建系方法, 有興趣或者有需求的同學可以跟著博主一步一步為自己的機械臂進行的建系與推導。

下面博主開始為自己的六自由度機械臂建立座標系, 樓主的機械臂如下圖所示:

首先, 博主建議先根據自己的機械臂在演草紙上畫乙個大概的草圖, 這樣方便建系以及檢查。 下面是博主的草稿, 方便修改檢查, 等機械臂座標系確認無誤後再畫成果圖。 博主草稿如下圖所示:

下面重點來了:

建立連桿座標系的步驟

對於乙個新機構, 按以下步驟對於每個軸建立座標系:

找出關節軸(就是關節旋轉的軸心), 標出軸線的延長線, 僅僅考慮兩個相鄰的軸線(i ~ i+1) (i = 0, 1, 2, 3, 4, 5)

找出關節軸i關節軸i+1之間的公垂線(關節軸空間平行時) 或者關節軸i關節軸i+1之間空間相交點(關節軸空間不平行時)。 以關節軸i關節軸i+1交點或者公垂線與關節軸交點作為連桿座標系 的原點。

規定zi軸沿關節軸i的指向(正負方向可自己定義, 推薦指向紙面方向為正方向, 比較清晰明了)

規定xi軸沿公垂線的指向, 如果關節軸i關節軸i + 1相交, 則規定**xi**軸垂直於關節軸i 和 關節軸i + 1所在的平面。

按右手定則確定yi

當第乙個關節變數為0時, 則規定座標系 , 重合。 對於座標系,其原點xn的方向可以任意選取。 但是在選取時, 通常盡量使連桿引數為0

博主用上述建系方法為自己改裝過的六自由度機械臂建系。 如下圖所示:

檢查無誤後, 就可以開始測量建dh參數列。 注意一定要反覆檢查座標系確認無誤!!! 一步錯步步錯, 出錯的話以後的工作就沒有任何意義了。

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