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機器人學筆記之——操作臂運動學:機器人運動學問題舉例

0. 經典:PUMA560

相信你已經不是第一次見過這傢伙:
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沒辦法,它實在是太經典了,導致了機器人學的一系列教材都使用PUMA560作為教具來講解。
PUMA560擁有6個自由度,負載2kg,採用了直流伺服來驅動關節,是機器人歷史上最經典的工業機器人之一。

0.0 確立座標系以及連桿引數

為了研究機器人的運動學,我們首先需要考察機器人的結構,並且為其每個連桿建立連桿座標系,根據所建的座標系確定各個連桿引數,也就是常說的D-H引數
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上圖是《機器人學導論》書中的建系方法,你可能會在別的地方見過很多不同的建系方法,因為座標系的確定結果不唯一,那麼D-H引數表也是不唯一的。根據我們之前學過的關於連桿座標系和連桿引數的知識,我們可以寫出下面這個D-H引數表


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這裡有一點要注意一下,由於在圖中我們很難清楚地看見6個自由度,那是由於腕部的結構難以在圖上表示出來,其實腕部的結構是像下面這樣的:
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如果你看到這很懵逼,沒關係我一開始看的時候也是這樣,多看幾次就會懂了。。。。

0.1 求出各個變換矩陣

當我們得到了D-H引數表以後,求出各個相鄰連桿之間的變換矩陣就變得很容易了,因為我們在這裡就可以使用之前求出來過的公式了:
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我們求出來的結果是:
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0.2 各個矩陣連乘

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