標準型和改進型DH建模的對比研究與仿真

郭 萍

（武漢交通職業學院智能制造學院，湖北 武漢 430065）

在中國制造2025 的背景下，工業機器人技術進一步發展。機器人運動學建模仿真技術可以動態描述機器人關節的運動特性，直觀地顯示機器人的運動情況，對機器人的軌跡規劃和運動控制研究有重大意義。

1 DH 建模意義

工業機器人的運動學描述就是如何在機器人運動的情況下確定末端執行器的位姿。機械臂是由一系列關節和連桿組成，關節和連桿之間存在相對運動，末端執行器將隨著關節和連桿運動，其位姿描述的是一種動態關系。為清晰地表達這種關系，需要確定關節、各連桿和末端執行器之間的運動關系。

建立坐標系可以方便描述運動關系，以機器人末端執行器尖端一點的運動描述為例，尖端點相對末端的位置與末端執行器的尺寸有關，與連桿無關，如果在機器人末端上面建立一個空間坐標系，那么很容易在該坐標系下描述尖端點的位置。然而，連桿和關節是運動的，尖端點相對于連桿和基座的坐標卻是不固定的，因此還需要在連桿上建立坐標系，明確連桿坐標系和末端坐標系之間的轉換關系。簡單、清晰地描述坐標系間轉換關系的關鍵在于建立坐標系。

機器人關節一般有6 個，連桿也有多個，需要建立多個坐標系。為避免坐標系之間的關系復雜多樣，須統一坐標系的規則，并且坐標系的參數要盡可能少，根據該原則，DH參數法是比較合適機器人運動學建模的模型?！?br>