DH参数下机器人建模关键点与修正模型探讨

DH建模是机器人学领域中的一种关键技术，它由Denavit和Hartenberg两位工程师提出，用于对机器人结构进行精确的几何描述。本文主要关注于DH参数在机器人建模中的应用与参数调整，特别是对坐标变换的深入理解和优化。 DH参数模型的核心包括四个基本参数：沿X轴的平移距离\(D_x(a)\)，绕X轴的旋转角度\(R_x(\alpha)\)，沿Z轴的平移距离\(D_z(d)\)，以及绕Z轴的旋转角度\(R_z(\theta)\)。这些参数定义了关节坐标系之间的相对关系，允许对机器人的运动进行数学描述。 在基于DH参数的模型中，有6个基本的坐标变换自由度，即沿三个轴的平移和绕这三个轴的旋转。尽管初始的4个参数看似不足以描述所有可能的变换，但实际的坐标变换顺序至关重要。根据DH参数的24种可能变换顺序，其中一些可以通过定理1和定理2简化，即连续的平移顺序和同一轴上的旋转和平移顺序在连续变换下是可互换的。 文章还重点提到了S.Hayat的MDH模型，这是一种针对相邻平行轴线存在微小不平行度的情况的修正模型。MDH模型的适用条件和局限性被详细讨论，并提出了在这些情况下的修正方法。此外，文中还创新地提出了一个新的等效修正模型，旨在进一步提升DH建模的精度和适用范围，特别是在处理现实中可能存在的一些非理想情况时。 DH参数模型的优势在于其简洁性和通用性，使得机器人工程师能够高效地设计和分析复杂机械结构的运动学特性。然而，理解并合理调整这些参数对于确保机器人运动的准确性和稳定性至关重要。通过深入理解这些原则，学习者可以更好地掌握机器人建模的精髓，从而在实际工程应用中发挥重要作用。