我正在尝试使用DH约定来计算Kuka youBot的正向运动学:

http://www.youbot-store.com/youbot-developers/software/simulation/kuka-youbot-kinematics-dynamics -and-3d模型

手臂关节1和手臂关节5旋转并绕着世界z轴(指向天空)旋转

但是其他3个关节全部旋转并绕x轴旋转,例如(水平指向)。DH惯例表示“关节距离”沿“普通法线”。但是除非我弄错了,否则唯一的共同法线是y轴,它也是水平的,这意味着没有关节距离。但是后来我遇到了一个关于joint4-joint5的问题。链接偏移应该沿着先前的z轴,在这种情况下,它将水平指向无处。但是链接距离STILL也不起作用,因为那是公共法线距离,并且建立时公共法线是x轴,也是水平的。所以现在我感到非常困惑。我敢肯定有一个简单的解决方案,但我看不到。

所以我想问题是,当关节旋转轴垂直时,如何将DH约定用于1-2和4-5之间的链接?

评论

不要使用DH约定。从MLS94学习使用螺丝坐标约定。使用对偶向量/对偶四元数可以简化计算。

#1 楼

Denavit-Hartenberg参数$(r,\ alpha,d,\ theta)$(根据此处)实际上描述了有向点线(即在其上选择了特定点的线)的刚性位移。请记住,将局部坐标系放置在空间中,请记住,坐标系的设置方式是$ r,\ alpha $围绕x轴,$ d,\ theta $围绕z轴。换句话说,考虑使第i个关节轴与第(i + 1)个关节轴重合的问题。线。当两个相邻的轴不平行时,将每个点选为其共同垂直方向的底脚。但是,当两个相邻的轴平行时,没有唯一的方法来拾取轴线上的特定点。有时,在映射$(r,\ alpha,d,\ theta)\ mapsto \ text {line location} $不再一对一的意义上,它被称为参数不连续,您可以选择参数$ d $任意地。此外,处理棱柱形接头也很麻烦。诚然,正如另一个答案所说,D-H参数有不同的约定,这增加了难度。扭曲坐标中有6个数字,服从2个约束。但是,它们在精神上和计算上都非常容易(很可能借助对偶向量表示法)。可以在《机器人操纵的数学入门》(免费在线)一书中找到有关此更好约定的一个很好的资料。只需阅读ch2和ch3,您就会意识到它比D-H公约更容易使用,最重要的是,它没有D-H公约的所有问题和局限性。

我将借此机会倡导拥抱扭曲坐标惯例。使用起来更容易,几何上更直观,分析上的防错和计算效率高(请注意,将整个内容轻松引入CG社区很高兴的几何代数框架中)。

评论


$ \ begingroup $
我同意您的看法,螺丝或扭转坐标是更好的选择,本文介绍了RA-02(4自由度)机械臂的运动学模型。直接运动学问题使用Denavit-Hartenberg(DH)约定和指数公式的乘积(基于螺旋理论)解决。你我检查一下。
$ \ endgroup $
– AlFagera
16-10-15在5:44



#2 楼

TekkotsuRobotics的这段YouTube视频在解释如何指定DH参数(包括具有平行旋转轴时的操作)方面做得非常出色。还要注意,不同的教科书对参数适用于哪个关节和链接的表示方式略有不同。因此,您应该遵循教授,学校,教科书等的约定。本文:“ Lipkin 2005:Denavit-Hartenberg机器人符号注释”解释了DH参数的三个主要约定及其区别。

#3 楼

您可以在DH约定中找到很多资料。如果您只对youBot感兴趣,请查看以下内容:

http://www.kuka-robotics.com/NR/rdonlyres/5E66A5D6-F30F-46BE-B9CF-6820C55FCE91/0/ Armtutorial2.pdf

对不起,如果与您所知道的相同,但是指定的链接已损坏...