原文地址： https://blog.csdn.net/yaked/article/details/73030668

以實驗室的KUKA youBot五自由度機械臂為切入點，記得當時和實驗室的同學在這上面花費了好長時間，最后也沒搞定，而這又算是基礎中的基礎，不能忽視。

DH一般分為標準DH和改進的DH，以John J.Craig的《機器人學導論》來說，它的是Modified DH，另一本孫富春翻譯的《機器人學導論——分析、控制及應用》則是用的標準DH。通過Peter Corke的那本《Robotics，Vision and Control》（已有中文版）我才知道有這兩個。區別很明顯DH參數表的下標如果都是一樣的則是標準DH，如果有一半不一樣則是Modified DH。

這樣的和

這條臂比較特別的地方在于關節0和關節1之間有個偏置，特別是在于改進DH中的坐標系0和坐標系1的設置很特殊。

1. 標準DH

? ? ? ? 標準DH的介紹我是參考的孫富春翻譯的《機器人學導論——分析、控制及應用》，后來接觸到《Robot Modeling and Control》（已有中文版）也是標準DH。

一個剛體的自由度是6，而為什么標準DH只用四個參數呢？這里其實暗含了一個建立坐標系的原則：垂直和相交，剛好六個限制條件。這在《Robot Modeling and Control》這本書中有詳細介紹。垂直相交的意思是說，建立坐標系的時候，后一個坐標系的X要與前一個坐標系的Z垂直且相交。如建立X1的時候需要與Z0垂直相交。

在孫的那本書的P62頁，關于DH參數的解釋如下圖：

我舉個例子，例如：

我記的時候就是前一個Z，和后一個的X。如右邊括號里的，而這里正是與后文的改進的DH不一樣的地方。

KUKA youBot機械臂的DH

%kuka youBot

clear;

clc;

close all;

d1=0.147;

a1=0.033;

a2=0.155;

a3=0.135;

d5=0.113;

tool = 0.105;

qlim1=[-169,169]*pi/180;

qlim2=[-65,90]*pi/180;

qlim3=[-151,146]*pi/180;

qlim4=[-102.5,102.5]*pi/180;

qlim5=[-167.5,167.5]*pi/180;

L(1) = Link(‘d’, d1, ‘a’, a1, ‘alpha’, pi/2, ‘qlim’,qlim1);

L(2) = Link(‘d’, 0, ‘a’, a2, ‘alpha’, 0, ‘qlim’, qlim2, ‘offset’, 1.57);

% L(2) = Link(‘d’, 0, ‘a’, a2, ‘alpha’, 0, ‘qlim’, qlim2);

L(3) = Link(‘d’, 0, ‘a’, a3, ‘alpha’, 0,‘qlim’,qlim3);

L(4) = Link(‘d’, 0, ‘a’, 0, ‘alpha’, -pi/2,‘qlim’,qlim4, ‘offset’, -1.57);

% L(4) = Link(‘d’, 0, ‘a’, 0, ‘alpha’, -pi/2,‘qlim’,qlim4);

L(5) = Link(‘d’, d5, ‘a’, 0, ‘alpha’, 0,‘qlim’,qlim5);

bot = SerialLink(L,‘name’,‘KUKA youBot’);

bot.display();

% bot.plot([0 0 0 0 0]);

% bot.teach;

%% forward kinematics.

bot.tool= transl(0, 0, tool);% EEF

bot.fkine([0 0 0 0 0]*pi/180);

bot.fkine([0 0 -90 0 0]*pi/180)

bot.fkine([0 0 90 0 0]*pi/180)

編好以后可以輸入一些角度驗證一下

如上圖中的這個姿態，第三關節轉動90°，X為33 + （655 - 302）= 386mm，Z坐標為底座到第三關節長度為302mm與Figure2中顯示的一致，說明DH建立沒有問題。

2. Modified DH

? ? ? ? 改進的DH那就是如John J.Craig的《機器人學導論》上的，它與標準DH的區別在于：標準DH的Link0（大地）和Link1之間為J0。而Modified DH則是Link0上有J0，Link1上有J1，基座為坐標系{0}，一般讓{0}和{1}重合。

Craig的書中文版P52頁

P54頁建立坐標系的步驟：

舉個例子：

通常都是下標有一半是i -1，類似這樣

clc;
clear;
close all;
L(1) = Link([ 0 0.147 0 0 ], ‘modified’ );
L(2) = Link([ 0 0 0.033 pi/2 ], ‘modified’);
L(3) = Link([ 0 0 0.155 0 ], ‘modified’);
L(4) = Link([ 0 0 0.135 0], ‘modified’);
L(5) = Link([ 0 0.218 0 -pi/2], ‘modified’) ;

youbot = SerialLink(L, ‘name’, ‘youbot’);
youbot.display()
youbot.plot([0 0 0 0 0]);

youbot.teach;

相關鏈接：

• http://blog.csdn.net/pengjc2001/article/details/70156333?PUMA560機器人的DH建立過程
  
• http://blog.sina.com.cn/s/blog_a16714bf0102vae4.html?MATLAB計算機器人運動學正解
  
• http://www.tekkotsu.org/Kinematics.html?DH參數解釋

總結

以上是生活随笔為你收集整理的基于MATLAB机器人工具箱的KUKA youBot机械臂运动学建模——DH法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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