[发明专利]一种基于刚体变换的DH推导方法

说明书

本发明公开了一种基于刚体变换的DH推导方法，包括步骤1：将机械臂所包含的6个关节角度记为θ₁、θ₂、θ₃、θ₄、θ₅、θ₆,6个关节对应的连杆长度为固定长度，整个机械臂的运动由6个坐标变换构成，第i坐标变换矩阵由对应θ_i决定，θ_i表示两相邻连杆绕公共轴线的夹角；步骤2：使用仿真软件计算机械臂的关节长度、位置设定角度；建立DH连杆参数表；步骤3：DH推导转换，式中，表示第i‑1关节的坐标到第i关节的坐标的齐次变换；通过本发明的实施，可以充分体现出真实的效果，对路径规划和读取位置信息都能准确定位，提前仿真路径和避障，精准完成导航任务，模型建立完成后就可进行机械臂平滑运动，起到了突出性的进步，具有一定的使用价值和推广价值。

技术领域

本发明涉及机械臂运动推导方法技术领域，尤其涉及一种基于刚体变换的DH推导方法。

背景技术

分析机器人运动学，首先需要建立机器人各关节处坐标系，进而推导出基座坐标系与末端坐标系之间的位姿坐标关系，同时根据所建立的全局坐标系分析机器人运动学的正逆解方程；机器人的机械臂控制载体是机器人各系统、关节的载体，决定机器人性能的因素所在，如果结构产生错误会直接影响后续运行学的各种分析；因此机器人正逆运动学的推导对于合理的建立机器人坐标系就尤为重要，同时影响着机器人建模的精准度，所以亟需合理、高效的推导方法提高机器人建模的精准度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于刚体变换的DH推导方法，旨在构建机器人工具坐标系相对其基座坐标系的位置姿态与各个关节输入角度的关系，根据坐标位置信息进行转换角度运行或者根据角度信息转换坐标位置信息进行转换的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于刚体变换的DH推导方法，包括以下步骤：

步骤1：将机械臂所包含的6个关节角度记为θ₁、θ₂、θ₃、θ₄、θ₅、θ₆,6个关节对应的连杆长度为固定长度，整个机械臂的运动由6个坐标变换构成，第i坐标变换矩阵由对应θ_i决定，θ_i表示两相邻连杆绕公共轴线的夹角；

步骤2：使用仿真软件计算机械臂的关节长度、位置设定角度；建立DH连杆参数表；

步骤3：DH推导转换，式中，表示第i-1关节的坐标到第i关节的坐标的齐次变换，表示绕x_i-1轴旋转a_i-1(deg)角，a_i-1(deg)表示两个相邻关节轴的夹角，表示绕Z_i轴旋转θ_i角，表示沿x_i-1轴平移距离a_i-1(mm)，a_i-1(mm)表示两个相邻关节轴公垂线的长度，表示沿Z轴平移距离d_i,d_i表示沿两个相邻连杆公共轴线方向的距离,由旋转矩阵和平移向量求出机械臂位姿；