在使用D-H参数描述机器人位姿时,如何通过连杆参数和关节变量构建末端执行器的坐标系?请结合示例代码说明。
时间: 2024-11-02 18:20:23 浏览: 15
要通过D-H参数构建末端执行器的坐标系,首先需要了解D-H参数的四个几何参数:连杆长度ai、扭角αi、连杆偏置di和关节转角θi。每一个连杆和关节的组合都对应一个齐次变换矩阵,通过这些矩阵的乘积可以得到末端执行器相对于基座标系的总变换矩阵。以下是构建末端执行器坐标系的步骤和示例代码:
参考资源链接:[机器人位姿分析:D-H参数详解](https://wenku.csdn.net/doc/7ne6vbvm69?spm=1055.2569.3001.10343)
步骤1:确定D-H参数表。表中每一行代表一个关节,列出了对应的连杆长度ai、扭角αi、连杆偏置di和关节转角θi。
步骤2:为每个关节生成对应的齐次变换矩阵。每个变换矩阵由以下公式给出:
\[ A_{i} =
\begin{bmatrix}
cos\theta_i & -sin\theta_i cos\alpha_i & sin\theta_i sin\alpha_i & a_i cos\theta_i \\
sin\theta_i & cos\theta_i cos\alpha_i & -cos\theta_i sin\alpha_i & a_i sin\theta_i \\
0 & sin\alpha_i & cos\alpha_i & d_i \\
0 & 0 & 0 & 1
\end{bmatrix}
\]
步骤3:将所有关节的齐次变换矩阵相乘,按照从基座到末端执行器的顺序,得到总变换矩阵:
\[ T = A_1 \cdot A_2 \cdot ... \cdot A_n \]
示例代码(假设有一个两关节的机器人):
```python
import numpy as np
def DH_matrix(theta, d, a, alpha):
参考资源链接:[机器人位姿分析:D-H参数详解](https://wenku.csdn.net/doc/7ne6vbvm69?spm=1055.2569.3001.10343)
阅读全文