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RM65系列参数及D-H模型

基础参数

参数名参数值
基础参数自由度6
构型仿人构型
关节制动器形式1~3关节硬抱闸
4~6关节软抱闸
工作半径/mm标准版:610
六维力版:638.5
有效负载/kg5
自重/kg标准版:7.2
六维力版:7.3
重复定位精度/mm±0.05
TCP线速度/m/s≤1.8
典型功率/W≤100
峰值功率/W≤200
安装角度任意角度
底座尺寸/mmφ107
材质铝合金/ABS
环境适应性工作温度/℃0-45
工作湿度25~85%无结露
防护等级本体IP54
运动角度范围/°J1-178~+178
J2-130~+130
J3-135~+135
J4-178~+178
J5-128~+128
J6-360~+360
最大角速度/ °/sJ1180
J2180
J3225
J4225
J5225
J6225
力控指标六维力量程标准版:-
六维力版:200N/7N·m
六维力精度标准版:-
六维力版:<0.5%FS

本体参数

MDH模型坐标系:

RM65系列MDH参数(改进D-H参数):

joint_id(i)ai1(mm)αi1(°)di(mm)offset(°)
100240.50
2090090
32560090
40902100
50-9000
6090d60
  • RM65-B  : d6=144 mm
  • RM65-6F: d6=172.5 mm

说明: offset为机械零位与建模零位的偏差, 即模型角度 = 关节角度 + offset.

RM65系列连杆动力学参数

joint_id(i)123456-
m1.511.6530.7260.6710.6470.1070.248
x0.491183.7220.0290.0070.032-0.506-0.426
y7.8030.103-90.105-9.486-83.7690.2550.237
z-10.744-1.6654.039-8.0412.326-10.801-27.223
Lxx2928.4661711.5537259.884794.0145375.60450.918308.844
Lxy-32.63-38.2712.994-0.8212.665-3.136-3.781
Lxz-5.8162314.91-0.314-0.655-0.304-0.699-1.468
Lyy2506.3570514.722371.872596.235285.26547.42304.616
Lyz47.9256.50744.451-34.78514.2350.3880.888
Lzz1756.01770036.1867228.758486.2285359.76960.35122.62
备注B6F

说明:

  • m为连杆质量, 单位为kg
  • x为连杆质心x坐标, 单位为mm
  • y为连杆质心y坐标, 单位为mm
  • z为连杆质心z坐标, 单位为mm
  • Lxx,Lxy,Lxz,Lyy,Lyz,Lzz 为连杆坐标系下描述的主惯量, 单位为kg·mm²
  • B: 标准版, 6F: 六维力版

备注:

  • 以上数据来源为CAD设计值
  • 如需质心坐标系下的惯性参数, 使用平行移轴定理即可, 计算方法如下所述.

假设有一输出坐标系为坐标系{i},对齐坐标系{i}的质心坐标系为 {c},质心在坐标系{i}中的坐标为 Pc=[xcyczc]T,则由平行移轴定理可得:

Ic=Lim(PcTPcI3×3PcPcT)

式中:

Li=[LxxLxyLxzLxyLyyLyzLxzLyzLzz]

关节分布和尺寸说明

RM65机器人本体模仿人的手臂,共有6个旋转关节,每个关节表示1个自由度。如下图所示,机器人关节包括肩部(关节1),肩部(关节2),肘部(关节3),腕部(关节4),腕部(关节5)和腕部(关节6)。

关节尺寸说明

工作空间

RM65-B运动范围,除去基座正上方和正下方的圆柱空间,工作范围为半径610mm的球体。选择机器人安装位置时,务必考虑机器人正上方和正下方的圆柱体空间,尽可能避免将工具移向圆柱体空间。另外,在实际应用中,关节1转动范围:±178°,关节2转动范围:±130°,关节3转动范围:±135°,关节4转动范围:±178°,关节5转动范围:±128°,关节6转动范围:±360°。

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从工作空间截面上看,6轴机器人可操作度较好的区域如下图黄色框线示意,在工作空间中整体呈现一个环状区域。

可操作度较好的区域示意图



运动奇异点

肩部奇异

腕部中心点C(关节5、6轴线交点)与1轴共线,示意点位[0,43.4,-105.7,0,-30,0],如下图所示:

肩部奇异

关节1、6共轴,C与1轴共线的特殊情况,示意点位[0,43.4,-105.7,0,62.3,0],如下图所示:

肩部奇异

肘部奇异

q3=0,即点位格式为[x,x,0,x,x,x],示意点位[-90,60,0,0,90,0],如下图所示:

肘部奇异

关节1、4共轴,q3=0的特殊情况,即点位格式为[x,0,0,x,x,x],示意点位[0,0,0,90,-60,0],如下图所示:

肘部奇异

肘部奇异

关节1、4、6共轴,q3=0的特殊情况,即点位格式为[x,0,0,x,0,x],示意点位[0,0,0,90,0,0],如下图所示:

肘部奇异

腕部奇异

关节4、6共轴,q5=0,即点位格式为[x,x,x,x,0,x],示意点位[0,60,30,0,0,0],如下图所示:

腕部奇异

边界奇异

机械臂末端到达最远端,q3=0的特殊情况,即点位格式为[x,x,0,x,0,x]。示意点位[0,0,0,0,0,0]、[-90,90,0,0,0,0]、[-90,45,0,0,0,0]如下图所示:

边界奇异1

边界奇异2

边界奇异3

负载曲线图

两张图分别表示RM65-B、RM65-6F机械臂末端负载曲线图。其中L是末端负载的质心相对于末端法兰平面的径向距离,Z是相对于末端法兰平面的法向距离。

RM65-B

RM65-6F