フォワード・キネマティクスは、ジョイント・パラメータに基づくロボットのエンド・フェクターの位置と方向を計算することを含みます。複雑なロボットのメカニズムのために、これらの式を導き出すことは、複数のジョイントとリンクを処理するための体系的なアプローチが必要です。

ロボットの構造を理解する

ロボットの構成を分析し始め、関節の数、ジョイントの種類(リボルテートまたはプリズム)、接続をリンクします。詳細な図を作成すると、キネマティックチェーンを視覚化し、計算に必要なパラメータを特定できます。

座標フレームの割り当て

Denavit-Hartenberg(D-H) のコンベンションを使用して、各リンクに座標フレームを割り当てます。リンクの長さ、リンクのねじれ、リンクオフセット、およびジョイントアングルなどのパラメータを定義します。一貫したフレームの割り当ては、派生プロセスを簡素化します。

変革の軌跡を導き出す

D-H パラメータを使用して、各ジョイントの個々の変換行列を計算します。 これらの行列は、前の 1 に相対的に各リンクの位置と方向を表します。 行列を重ねて、ベースからエンド フェクターまで全体の変換を取得します。

同等性を組み合わせ、簡素化

個々の変換の行程を導き出すために、個々の変換の行列を重ねます。結果の式を単純化して、エンドフェクターのポジションとオリエンテーションに共同変数を明示的に関連付けます。