MATLAB - 使用运动学 DH 参数构建机械臂

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了MATLAB - 使用运动学 DH 参数构建机械臂。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

系列文章目录

 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-792917.html


前言

 


 

一、

 使用 Puma560® 机械手机器人的 Denavit-Hartenberg (DH) 参数,逐步建立刚体树形机器人模型。在连接每个关节时,指定其相对 DH 参数。可视化机器人坐标系,并与最终模型进行交互。

DH 参数定义了每个刚体通过关节与其父体连接的几何形状。这些参数遵循四种变换惯例:

  • A - 两个 Z 轴之间公共法线的长度,垂直于两个轴
  • α - 共同法线的旋转角度
  • d - 沿 Z 轴在法线方向上从父代到子代的偏移量
  • θ - X 轴沿前 Z 轴的旋转角度

以矩阵形式指定 Puma560 机器人 [1] 的参数。

dhparams = [0   	pi/2	0   	0;
            0.4318	0       0       0
            0.0203	-pi/2	0.15005	0;
            0   	pi/2	0.4318	0;
            0       -pi/2	0   	0;
            0       0       0       0];

创建一个刚体树对象 

robot = rigidBodyTree;

为刚体对象创建一个单元数组,为关节对象创建另一个单元数组。迭代 DH 参数,执行此过程:

  1. 创建一个具有唯一名称的刚体对象。
  2. 创建并命名一个外旋刚体关节对象。
  3. 使用 setFixedTransform 使用 DH 参数指定关节的体到体变换。该函数会忽略 DH 参数的最后一个元素 theta,因为体的角度取决于关节位置。
  4. 使用 addBody 将躯体附加到刚体树。
bodies = cell(6,1);
joints = cell(6,1);
for i = 1:6
    bodies{i} = rigidBody(['body' num2str(i)]);
    joints{i} = rigidBodyJoint(['jnt' num2str(i)],"revolute");
    setFixedTransform(joints{i},dhparams(i,:),"dh");
    bodies{i}.Joint = joints{i};
    if i == 1 % Add first body to base
        addBody(robot,bodies{i},"base")
    else % Add current body to previous body by name
        addBody(robot,bodies{i},bodies{i-1}.Name)
    end
end

使用 showdetails 或 show 函数验证机器人是否已正确构建。showdetails 功能在 MATLAB® 命令窗口中列出机器人的所有机构。show功能显示指定配置(默认为原点)的机器人。

showdetails(robot)
--------------------
Robot: (6 bodies)

 Idx    Body Name   Joint Name   Joint Type    Parent Name(Idx)   Children Name(s)
 ---    ---------   ----------   ----------    ----------------   ----------------
   1        body1         jnt1     revolute             base(0)   body2(2)  
   2        body2         jnt2     revolute            body1(1)   body3(3)  
   3        body3         jnt3     revolute            body2(2)   body4(4)  
   4        body4         jnt4     revolute            body3(3)   body5(5)  
   5        body5         jnt5     revolute            body4(4)   body6(6)  
   6        body6         jnt6     revolute            body5(5)   
--------------------
figure(Name="PUMA Robot Model")
show(robot);

MATLAB - 使用运动学 DH 参数构建机械臂,matlab,开发语言,机器人,自动驾驶,ROS,机器人控制,机器人建模

二、与机器人模型互动

使用交互式刚体树(interactiveRigidBodyTree)对象可视化机器人模型,以确认其尺寸。 

figure(Name="Interactive GUI")
gui = interactiveRigidBodyTree(robot,MarkerScaleFactor=0.5);

MATLAB - 使用运动学 DH 参数构建机械臂,matlab,开发语言,机器人,自动驾驶,ROS,机器人控制,机器人建模

单击并拖动交互式图形用户界面中的标记,重新定位末端执行器。图形用户界面使用逆运动学求解关节位置,以实现与指定末端执行器位置的最佳匹配。右键单击特定的身体坐标系,将其设置为目标标记体,或更改设置特定关节位置的控制方法。 

MATLAB - 使用运动学 DH 参数构建机械臂,matlab,开发语言,机器人,自动驾驶,ROS,机器人控制,机器人建模

三、下一步

现在您已经在 MATLAB® 中建立了模型,接下来可能要采取以下步骤。

  • 执行逆运动学,根据所需的末端执行器位置获得关节配置。除模型参数外,指定机器人约束条件,包括瞄准约束条件、笛卡尔边界和姿势目标。
  • 根据航点和其他参数,利用梯形速度曲线、B-样条曲线或多项式轨迹生成轨迹。
  • 利用机器人模型和快速探索随机树(RRT)路径规划器执行机械手规划。
  • 对环境中的障碍物进行碰撞检测,确保机器人安全有效地运动。

参考资料

[1] Corke, P. I., and B. Armstrong-Helouvry. “A Search for Consensus Among Model Parameters Reported for the PUMA 560 Robot.” Proceedings of the 1994 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1608–13. San Diego, CA, USA: IEEE Computer Soc. Press, 1994. https://doi.org/10.1109/ROBOT.1994.351360.

 

到了这里,关于MATLAB - 使用运动学 DH 参数构建机械臂的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 机器人运动学标定:基于DH建模方法

    作者:桂凯 链接:https://www.zhihu.com/question/401957723/answer/1298513878 来源:知乎 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。 当然,运动学标定这种很基础的问题,理论已非常成熟了,基于激光或拉线编码器的标定系统也已经商业化了。我们在接

    2024年02月12日
    浏览(49)
  • 【机器人1】基于POE公式的UR5机械臂正运动学建模求解与matlab仿真

    下一篇:【机器人2】基于POE公式的UR5机械臂逆运动学建模求解与matlab仿真 螺旋轴表示成:绕某个轴的转动与沿该轴的移动的复合。一种形式是 { q , s ^ , h } {boldsymbol{q}, boldsymbol{hat{s}}, h} { q , s ^ , h } : 其中, q ∈ R 3 boldsymbol{q} in mathbb{R}^{3} q ∈ R 3 为轴上任一点; s ^

    2024年02月06日
    浏览(83)
  • 机械臂运动学逆解(牛顿法)

      常用的工业6轴机械臂采用6轴串联结构,虽然其运动学正解比较容易,但是其运动学逆解非常复杂,其逆解的方程组高度非线性,且难以化简。   由于计算机技术的发展,依靠其强大的算力,可以通过数值解的方式对机械臂的运动学逆解方程组进行求解。以下将使用牛

    2024年01月22日
    浏览(43)
  • 机械臂正向与逆向运动学求解

            机械臂的正运动学求解即建立DH参数表,然后计算出各变换矩阵以及最终的变换矩阵。逆运动学求解,即求出机械臂各关节θ角与px,py,pz的关系,建立θ角与末端姿态之间的数学模型,在这里以IRB6700为例,对IRB6700进行正逆运动学求解和验证。 目录 正运动学求解 逆

    2023年04月10日
    浏览(34)
  • 5_机械臂运动学基础_矩阵

    上次说的向量空间是为矩阵服务的。 1、学科回顾   从科技实践中来的数学问题无非分为两类:一类是线性问题,一类是非线性问题。线性问题是研究最久、理论最完善的;而非线性问题则可以在一定基础上转化为线性问题求解。 线性变换: 数域 F 上线性空间V中的变换T若满

    2024年01月25日
    浏览(35)
  • 机械臂速成小指南(九):正运动学分析

    👨‍🏫🥰🥳需要机械臂相关资源的同学可以在我的CSDN主页中寻找哦🤖😽🦄 指南目录📖: 🎉🎉机械臂速成小指南(零点五):机械臂相关资源🎉🎉 机械臂速成小指南(零):指南主要内容及分析方法 机械臂速成小指南(一):机械臂发展概况 机械臂速成小指南(二

    2023年04月18日
    浏览(35)
  • 机器人控制算法十之运动学与动力学:DH建模与雅可比矩阵详解

    简介: 正运动学建模 逆运动学求解 动力学-雅可比矩阵 … 1.1 标准DH建模方法 关于标准DH建模的详细说明,可参考:一文带你完全掌握机器人DH参数建模(详细步骤+实例+代码) 例:Puma560: 6自由度关节机器人,6个关节都是旋转副;前3个关节用于确定手腕参考点的位置,后3个关

    2024年02月14日
    浏览(40)
  • (6)六轴机械臂的运动学正、逆解

    下面在前面的ur5机械臂的DH参数基础是对其正逆解进行求解,为了后面能在MATLAB中利用stl文件进行实际显示,这里以标准DH参数为例进行讲解。( 修正DH参数在用plot3d函数是显示失败,不知道是不是这个函数只能显示标准dh参数的机械臂模型,有知道的网友可以在评论里告知一

    2023年04月09日
    浏览(46)
  • aubo-i5机械臂(1)-正运动学求解

    目录 1.DH表建立 2.Matlab实现正运动学求解  注:使用改进DH表建立的  根据公式求出相邻连杆的变换矩阵 因公式相同,则使用for循环求出相邻连杆的齐次变换矩阵并相乘得出末端到基座的其次变换矩阵。

    2024年02月02日
    浏览(50)
  • 三轴机械臂逆运动学解算(附代码)

    机械臂运动位姿的求解有两种方式 通过控制已知的连轴(舵机或电机)的旋转角度,求出机械臂终端的空间坐标 通过已知的抓取点的空间坐标,求解出三个舵机所需要转动的角度,这里主要讲解逆运动学解法 ​​ 此处θ1 ,θ2, θ3是三个舵机所需转动的角度 ,γ是杆3相对于

    2024年02月04日
    浏览(67)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包