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标题: 【上海校区】建立DH模型的三种方法以及区别 [打印本页]

作者: 梦缠绕的时候 时间: 2018-10-11 09:44
标题: 【上海校区】建立DH模型的三种方法以及区别
1.建立DH模型的三种方法    6R工业机器人系统本质上是一种半闭环的控制结构，系统只能精确控制关节伺服电机位置， 而电机位置与机器人末端执行器位姿之间关系通过运动学确定。理论运动学模型与实际模型之间不可避免存在误差，因此需要通过标定提高机器人的绝对位置精度。
      根据旋转顺序的不同将 24 种变换分成（1）（2）两类各 12 种：
（1）先绕 Z 轴旋转，再绕 X 轴旋转（例如Spong书中的DH方法）
（2）先绕 X 轴旋转，再绕 Z 轴旋转（例如Craig书中的DH方法）
      为方便描述，称第一种为ZX 类变换，第二种为 XZ 类变换。
虽然有点不准确，但是为了随大流，我们把Spong书中的DH方法叫做SDH，Craig书中的DH方法叫做MDH（个人认为增加了第五个参数的DH方法才能叫做MDH，不然的话应该是算做DH参数ZX变换或者XZ变换）

  (3) 在描述机器人的绝对定位误差模型时 ,传统的DH模型在相邻两关节轴线平行时 ,平行度的微小偏差将导致实际公法线的位置与理论公法线的位置存在极大偏差。因此 ,需要增加绕 Y 轴的转动项 ,即扭角Ui。当相邻关节轴线不平行时扭角Ui 的值定义为零。

补充：
(1)激光跟踪仪的作用：利用激光跟踪仪确定机器人的基坐标系并测量机器人绝对位置
2.SDH和MDH的应用范围 SDH模型是针对serial structure的机器人的。当用SDH模型来处理tree structure robot或者closed loop structure robot 的时候会产生歧义。MDH模型可以用统一的定义来处理serials structure, tree stucture, closed loop structure，甚至mobile robots.
3. SDH和MDH的区别

0.SDH是ZX类变换，MDH是XZ类变换
ZX类变换：一开始绕着i-1坐标系的的Zi-1轴旋转和平移，然后就到了X轴的旋转和平移，但这时是相对i坐标系的Xi轴进行旋转和平移。（也就是到了下一个坐标系，从i-1到i）
XZ类变换：与ZX类变换类似，就不赘述了

1.SDH和MDH都是强调把坐标系建立在连杆上
sdh关节i上安装的是i-1坐标系，管的是连杆i-1(即连杆i-1上的点在i-1坐标系里表示)
mdh关节i上安装的是i坐标系，管的是连杆i (即连杆i上的点在i坐标系里表示)
2.举个例子说明SDH和MDH的区别

SDH的0坐标系和1坐标系不重合，1坐标系绕着Z0转动                   MDH的0坐标系和1坐标系重合，1坐标系绕着Z1转动
2.1SDD和MDH的dh条件
SDH：Xi和Zi-1垂直且相交                MDH:Xi和Zi+1垂直且相交
（其实这就是连杆的坐标系是建在头部还是尾部造成的）
2.2举一个XZ变换的例子

由图可以假设一个机械臂上已经固定好了坐标系，那么关节i-1上的坐标系i-1怎么通过旋转和平移转换到i坐标系上呢？
首先绕着Xi-1轴旋转

使Zi-1轴和Zi轴平行，然后再沿Xi-1轴平行ai-1，此时i-1坐标系的原点和i坐标系的原点重合。
此时再进行旋转和平移就是针对i坐标系进行了，绕着Zi坐标系旋转

，然后沿着Zi平移di，这时，i-1坐标系就和i坐标系完全重合了。

3.ZX变换和XZ类变换事实上是等价的

欧几里得空间中，仅包含平移和旋转变换时的坐标系变换顺序定理：
定理 1：在连续变换条件下，任意平移的顺序可互换；
定理 2：在连续变换条件下，同一轴的旋转和平移顺序可互换。

所以我们可以得知二者是等价的：

4.坐标系的建立和DH参数并不是唯一的参考craig的书英文版P74
5.craig的书中第75页，关于针对每一个

建立中间坐标系的思考方法非常漂亮，可以认真体会一下。
6.在现实中建立机器人模型的时候有的坐标系需要考虑零位，比如可能在零位的时候X1和X2是垂直的，那么绕着Z1轴的旋转角就是90+ θ2.
---------------------作者：魂淡1994 来源：CSDN 原文：https://blog.csdn.net/u013528298 ... 386?utm_source=copy 版权声明：本文为博主原创文章，转载请附上博文链接！

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