操作臂可以看出由一系列剛體通過關節連線而成的乙個運動鏈,我們將這些剛體稱為連桿。通過關節將兩個相鄰的連桿連線起來。當兩個剛體之間的相對運動是兩個平面之間的相對滑動時,連線相鄰兩個剛體的運動副稱為低副。
在進行操作臂的結構設計時,通常優先選擇僅具有乙個自由度的關節作為連桿的連線方式。大部分操作中包括轉動關節或移動關節。在極少數情況下,採用具有n個自由度的關節,這種關節可以看出是用n個單自由度的關節與n-1個長度為0的連桿連線而成的。因此,不失一般性,這裡僅對只含單自由度關節的操作臂進行研究。
操作臂的固定基座往後開始編號,固定基座可稱為連桿0.第乙個可動連桿為連桿1,以此類推,操作臂最末端的連桿為連桿n。
關節軸i可用空間的一條直線,即用乙個向量來表示,連桿i繞關節軸i相對於連桿i-1轉動。由此可知,在描述連桿的運動時,乙個連桿的運動可用兩個引數描述,這兩個引數定義了空間兩個關節軸之間的相對位置。
連桿長度a(i-1): 關節軸i-1和關節軸i之間公垂線的長度為a(i-1)。該引數用於描述兩個軸之間的距離。
連桿角度α(i-1):假設作乙個平面,並使該平面與兩關節軸之間的公垂線垂直,然後把關節軸i-1和關節軸i投影到該平面上,在平面內軸i-1按照右手法則繞α(i-1)轉向軸i,測量兩軸線之間的夾角,用轉角α(i-1)定義連桿i-1的扭轉角。如上圖中的α(i-1)。
相鄰兩個連桿之間有乙個公共的關節軸。沿兩個相鄰連桿公共軸線方向的距離可以用乙個引數描述,該引數稱為連桿偏距。在關節軸i上的連桿偏距記為di。用另乙個引數描述兩相鄰連桿繞公共軸線旋轉的夾角,該引數稱為關節角,記為θi。
連桿偏距d(i):從公垂線a(i-1)與關節軸i的交點到公垂線a(i)與關節軸i的交點的有向距離。關節可移動時,連桿偏距d(i)為變數。
關節角θ(i):公垂線a(i-1)的延長線和a(i)之間繞關節軸i旋轉所形成的夾角。當關節為轉動關節時,關節角θ(i)為變數。
以上的四個引數可以描述乙個機械人連桿。這種用連桿引數描述機構運動關係的規則稱為den**it-hartenberg引數。
這四個引數組成的**稱為dh table(表)。
平面三連桿機械臂/3r機構
平面三連桿機械臂/3r機構的dh table為
平面三連桿操作臂的連桿參數列
在連桿上附加座標系,並經過座標系的變換就可以推導出機械臂的正向運動學。
機械臂控制 5
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