PR1400焊接机器人运动学模型
时间：2017-11-17
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PR1400焊接机器人运动学模型
1 DH模型
PR1400型焊接机器人是一款6自由度焊接机器人，在理论上可以认为由6个刚性杆串联而成，其杆件坐标系用DH法建立。Denavit和Hartenberg提出的DH方法使用齐次矩阵来描述相邻两连杆的空间关系，从而得到末端相对于其他关节的齐次变换矩阵。
首先使用DH法建立杆件坐标系，DH法是由Denavit和Hartenberg提出的为每个杆件建立坐标系的方法。DH坐标系变换示意图如下：
为了确保上述建立的机器人运动模型符合PR1400型焊接机器人控制器中模型，首先操作机器人到达某一位置，从其示教器中提取机器人各关节角度;然后将DH模型用MATLAB编写为计算程序，将读出的关节角度输入程序进行计算，将其与示教器中读取得位姿进行比较。经过对比验证，上述采用DH法建立的运动模型所计算的结果与机器人示教器中数值吻合，与实际相符。
2 一种修正的MDH模型
机器人的标定过程所用的运动模型需要完整性和连续性。而D-H模型并不能满足完整性与连续性的要求，因为当相邻的两个轴名义平或近似平行时，连杆的位姿误差建模不符合“小误差条件”，此时无法使用DH参数的微小误差建模。本文研究的PR1400型焊接机器人，第二轴与第三轴存在名义平行，采用传统的DH模型建立的误差模型不能较为精确的对其进行描述，所以需要另外引用参数对平行关节或近似平行关节进行描述。
对此，有人引入了绕Y轴的旋转量刀的MDH模型以弥补该缺点。此外，CPC模型、基于POE的运动模型等用于机器人标定可以保证参数的完整和连续，但算法相对复杂。
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