運動學
Denavit–Hartenberg 參數
Denavit–Hartenberg 參數是一套整潔、約定俗成的「記帳法」,用來一節關節一節關節地描述機械臂的形狀。多關節機械臂的麻煩在於:它的幾何可以用無數種互不一致的方式去測量、去標記。DH 表示法這樣解決問題:對每一節連桿,按照一套固定的規則貼上一個座標系(一小組參考用的座標軸),這樣一來,相鄰兩個座標系之間的關係總能用區區四個數字來刻畫。這四個數——通常叫連桿長度、連桿扭轉角、連桿偏距、關節角——就是 DH 參數;一行這樣的四個數,依次描述每一個關節。
為什麼非要把每個關節壓縮成四個數字不可?因為這樣一來,整條機械臂就能用一張小巧、標準化的表格描述出來,任何機器人工具都能用同樣的方式讀懂它;而且這讓計算正向運動學幾乎變成機械操作:每一行直接變成一個變換,順著表格往下相乘,就得到末端執行器的位姿。這就像大家約定用同一種標準格式來寫地址——門牌號、街道、城市、國家——於是無論誰、無論在哪兒,都能毫不含糊地找到那個地方。這套約定可以追溯到 1955 年,至今仍是機器人運動學最先教的內容之一,儘管有些現代軟體更偏好其他等價的描述方式。
一條六關節的工業機械臂,可以用一張六行的表格完整描述,每一行裝著它的四個 DH 數字;軟體讀了這張表,就立刻掌握了機械臂精確的幾何形狀。
每個關節四個數、每個關節一行——一整條機械臂濃縮在一張小表裡。
DH 有兩種略有差異的約定(「標準」與「改進」版);它們描述的是同一條機械臂,只是四個步驟的順序不同,因此一張參數表必須註明用的是哪一種。
又稱
另見