第二章 D-H模型及运动学方程的构建

2.1Denvit-Hartenberg模型的构建

为了研究机器人相邻杆件之间的移动与旋转关系，Denvit与Hartenbeig创建了为关节链中的每一个杆件建立附体坐标系的矩阵方法，即Denvit-Hartenberg方法。这种方法通过创建一个4x4的齐次变换矩阵，这样就可以表示出每一个关节位置杆件和上一个杆件坐标系的关系。刚性杆件的D-H参数表示法是由杆件的以下四个参数决定的：（1)i:Zi-1绕Xi轴转向Zi轴的偏角；（2)ai，从Zi-1沿Xi轴转向Zi轴的偏置距离；(3)di，从Xi-1轴沿Zi-1轴转向Xi轴的偏执距离；（4)i:从Xi-1轴绕Zi-1轴转向Xi轴的关节角。

连杆坐标系有如下设置：1、所有与连杆固连的局部坐标系都是右手系；

2、与连杆i固定连接的坐标系oixiyizi，原点oi是作为a1与关节Ji+1轴线的交点；

3、关节Ji+1的轴线要和轴zi重合；

4、ai取与轴xi重合，方向话是沿着ai自关节Ji然后指向Ji+1；

5、当关节Ji和Ji+1的轴线相交时，规定此交点即为连杆i坐标系的原点oi，zi轴仍为关节Ji+1的轴线，轴xi平行或反平行与zi-1与zi的叉积的方向；6、当关节Ji+1和Ji的轴线平行时，连杆i坐标系的原点oi仍然取在关节Ji+1的轴线上，并且使沿着zi方向的度量的di+1=0；