六自由度机械臂研究（3）- 机械臂DH参数表建立

六自由度机械臂研究（3）- 机械臂DH参数表的建立

DH参数简介

DH参数全称是Denavit-Hartenberg参数， 目前是机器人领域广泛应用于机器人结构描述的方法。 我们可以用这些参数来描述一个机器人机构， 并用这些参数来进行运动学算法的推导与解算。 例如，对于一个六关节机械臂， 仅仅需要18个参数就可以完全描述这些固定的运动学参数。

因此， 机器人的每个连杆的可以用4个运动学参数来描述， 其中两个参数用于描述连杆本身， 另外两个参数用于描述连杆之间的连接关系。简单的说， 就是用这四个参数来描述两个相邻关节杆的相对位置关系。

关于连杆连接的两种描述： 标准DH建模， 改进DH建模， 根据我们的建系方法， 我们需要用改进DH建模法来进行建模， 两种建模的区别网上有很多讲解， 博主在此不多做详解， 博主参考博客为标准DH建模与改进DH建模 。

DH选的四个参数的物理意义

DH选的四个参数都有非常明确的物理含义：
link length （连杆长度）：两个关节的轴（旋转关节的旋转轴，平移关节的平移轴）之间的公共法线长度。

link twist (连杆扭转 ）：一个关节的轴相对于另一个关节的轴绕它们的公共法线旋转的角度。

link offset （连杆偏移）：一个关节与下一个关节的公共法线和它与上一个关节的公共法线沿这个关节轴的距离。

joint angle （关节转角）：一个关节与下一个关节的公共法线和它与上一个关节的公共法线绕这个关节轴的转角。

参数具体计算方法：

连杆长度 a_i-1 ： 沿着X_i-1轴， 从Z_i-1轴到Z_i轴的距离。（表示连杆i-1两端关节轴的公垂线长度）

连杆扭转 α_i-1 ： 绕着X_i-1轴， 从Z_i-1轴到Z_i轴的角度。

连杆偏距 d_i ： 沿Z_i轴， 从 X_i-1轴到X_i轴的距离。

关节转角 θ_i： 绕Z_i轴， 从X_i-1轴到X_i轴的角度。

根据已经建立好的六自由度机械臂的坐标系。 如下图所示：

我们可以根据以上方法来分别求出从坐标系{ 0 } 到 坐标系{5} 的四个DH参数。

根据改装过的六自由度机械臂的坐标系， 并通过上述DH参数计算方法（以当前姿势作为初始状态）， 可以得到DH参数表. 如下图所示：

i	ai-1 (cm)	αi-1	di (cm)	θi
1	0.00	0	0	0
2	1.25	pi/2	0	pi/2
3	10.5	0	0	pi/2
4	0.00	pi/2	13.0	-pi
5	0.00	pi/2	0	pi
6	0.00	pi/2	10.0	-pi

检查确认无误后， 就可以以DH参数表为基础建立各个关节轴的位姿方位矩阵。 这些矩阵就是运动学算法的基础元素。 下一节将会详细介绍。