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《dh坐标系建立》ppt课件•DH坐标系简介•DH坐标系建立过程•DH坐标系转换•DH坐标系实例分析目录•DH坐标系优缺点分析contents01CATALOGUEDH坐标系简介DH坐标系定义定义DH坐标系是一种基于笛卡尔坐标系的运动学描述方法,通过四个参数来描述机器人末端执行器的位置和姿态这四个参数分别是D(距离)、H(水平角)和α(俯仰角)解释DH坐标系通过将机器人的运动分解为一系列连杆的平移和旋转运动,简化了机器人的运动学建模它为机器人的正向运动学和逆向运动学提供了统一的描述方法,使得机器人的运动控制更加方便和准确DH坐标系特点特点一特点三可扩展性通过增加连杆和关节数,简单易用DH坐标系基于笛卡尔坐标可以扩展DH坐标系的描述范围,适用系,直观易懂,方便初学者入门于各种不同构型的机器人特点二通用性强无论机器人的构型如何变化,只要确定了连杆长度、关节角度等参数,就可以方便地建立DH坐标系DH坐标系应用领域应用领域一机器人学研究DH坐标系是机器人学中重要的基础理论之一,广泛应用于机器人的正向运动学、逆向运动学、轨迹规划等领域应用领域二工业机器人在工业机器人领域,DH坐标系的应用尤为广泛,各种类型的工业机器人都可以通过DH坐标系进行建模和控制应用领域三服务机器人服务机器人的运动控制同样离不开DH坐标系,从家庭机器人到医疗机器人、从无人机到水下机器人,都在不同程度上应用了DH坐标系02CATALOGUEDH坐标系建立过程确定参考点参考点选择选择一个稳定的、不易变动的点作为坐标系的原点,通常为机器设备的某个固定点确定坐标轴方向根据实际需要和标准规范,确定各坐标轴的方向,通常以设备的运动方向或安装方向为依据确定参考方向参考方向确定根据实际需要和标准规范,确定各坐标轴的正方向通常以设备的运动方向或安装方向为依据校准与调整在确定参考方向后,需要进行校准和调整,确保坐标轴的正方向准确无误确定距离参数测量与计算根据实际需要和标准规范,测量和计算各坐标轴的长度参数单位统一确保各坐标轴的长度单位一致,以便于后续的数据处理和计算建立DH参数表参数整理将确定的参考点、参考方向、距离参数等数据整理成表格形式表格输出将整理好的DH参数表输出到PPT课件中,以便于学生和观众查看和学习03CATALOGUEDH坐标系转换旋转矩阵旋转矩阵定义旋转矩阵是用来描述物体绕某点旋转的数学工具,通常用3x3的矩阵表示旋转矩阵的性质旋转矩阵具有一些重要的性质,如转置等于逆,行列式等于1,以及特征值等于1等这些性质在理解旋转矩阵和实现旋转操作时非常重要旋转矩阵的构建方法构建旋转矩阵通常需要知道旋转的角度和旋转轴常用的旋转矩阵构建方法包括绕x轴、y轴和z轴旋转的旋转矩阵平移矩阵平移矩阵定义平移矩阵是用来描述物体沿某轴平移的数学工具,1通常用3x3的矩阵表示平移矩阵的性质平移矩阵具有一些重要的性质,如转置等于逆,2行列式等于1等这些性质在理解平移矩阵和实现平移操作时非常重要平移矩阵的构建方法构建平移矩阵通常需要知道平移的距离和方向3常用的平移矩阵构建方法包括沿x轴、y轴和z轴平移的平移矩阵复合变换复合变换定义复合变换是指将多个变换(如旋转、平移等)组合在一起,形成一个更复杂的变换复合变换的性质复合变换具有一些重要的性质,如连续变换的顺序性、乘法的结合律等这些性质在理解复合变换和实现复合变换时非常重要复合变换的构建方法构建复合变换通常需要知道各个变换的顺序和参数常用的复合变换构建方法包括先旋转后平移、先平移后旋转等04CATALOGUEDH坐标系实例分析机器人关节运动分析机器人关节运动分析是DH坐标系建立的重要应用之一通过DH坐标系,可以描述机器人关节的运动轨迹和姿态,从而实现对机器人运动的精确控制在DH坐标系中,机器人的每个关节都有一个对应的参数,包括关节长度、转角范围、旋转中心等这些参数决定了机器人的运动范围和灵活性,对于机器人的设计和应用具有重要意义数控机床定位精度分析数控机床定位精度分析也是DH坐标系的重要应用之一通过DH坐标系,可以精确地描述数控机床各轴的位置和姿态,从而实现对机床加工精度的控制在DH坐标系中,数控机床的每个轴都有一个对应的参数,包括轴长度、定位精度、重复定位精度等这些参数决定了数控机床的加工能力和精度,对于提高产品质量和生产效率具有重要意义自动化生产线运动控制自动化生产线运动控制是DH坐标系的另一个重要应用通过DH坐标系,可以实现对生产线各设备的精确控制,从而实现自动化生产的目标在DH坐标系中,每个设备都有一个对应的参数,包括设备尺寸、运动范围、定位精度等这些参数决定了自动化生产线的运行效率和稳定性,对于提高生产效率和降低成本具有重要意义05CATALOGUEDH坐标系优缺点分析优点分析010203直观性通用性易于计算和分析DH坐标系以直观的方式DH坐标系适用于各种类使用DH坐标系,机器人描述了机器人的运动,使型的机器人,包括串联式的运动学和动力学分析变得机器人的运动学分析变和并联式,其描述方式具得相对简单,有助于提高得简单明了有普适性机器人的控制精度和性能缺点分析参数设定要求高DH坐标系的设定需要精确的参数,包括连杆长度、关节角度等,误差可能导致分析结果的偏差局限性虽然DH坐标系适用于大多数机器人,但对于某些特定结构的机器人,其描述可能不够准确无法描述非线性运动DH坐标系主要适用于描述机器人关节的线性运动,对于非线性运动,如球面运动,其描述能力有限改进方向引入新的描述方法01针对DH坐标系的局限性,可以研究新的描述方法,以更准确地描述机器人的运动提高参数设定的准确性02通过引入传感器和优化算法,提高参数设定的准确性和可靠性结合其他理论03将DH坐标系与其他理论相结合,如微分几何、非线性动力学等,以更深入地理解机器人的运动特性THANKS感谢观看。