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RML63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:900
六维力L版:917
六维力K版:928.5
有效负载/kg3
自重/kg标准版:10
六维力版:10.1
重复定位精度/mm±0.05
TCP线速度/m/s≤2.8
典型功率/W≤150
峰值功率/W≤900
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
运动角度范围/°J1-178~+178
J2-178~+178
J3-178~+145
J4-178~+178
J5-178~+178
J6-360~+360
最大角速度/ °/sJ1180
J2180
J3225
J4225
J5225
J6225
力控指标(仅六维力支持)六维力量程200N/7N·m
六维力精度±0.5%FS

本体参数

MDH模型坐标系:

RML63系列MDH参数(改进D-H参数):

关节编号(i)ai1(mm)αi1(°)di(mm)θi / offseti(°)
100d10
2-86-900-90
33800090
469904050
50-900180
60-90d6180
  • RML63II               : d1=172 mm
  • RML63III              : d1=162.5 mm
  • RML63-6FB-V     : d6=155.1 mm
  • RML63-B-V         : d6=137.9 mm
  • RML63-B             : d6=115.1 mm
  • RML63-6FB        : d6=132.3 mm
  • RML63-6F          : d6=143.6 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
  • RML63系列机械臂分为II型和III型两个版本,主要区别点在于关节1的长度不同。

RML63系列连杆动力学参数

RML63II

joint_id(i)123456--
m1.8372.0061.9611.2011.0260.1070.2480.189
x-68.442166.733.3990-0.031-0.506-0.426-0.352
y-23.913-0.002-29.498-35.17730.1460.2550.237-0.067
z-6.938-92.59-17.697-184.4-12.341-10.801-27.223-18.302
Lxx3462.12918664.8336432.81953007.5632732.46650.918308.844133.613
Lxy-3765.305-0.5873869.875-0.04-2.123-3.136-3.7810.522
Lxz-46.20630804.1417.6070.0870.374-0.699-1.4681.623
Lyy12643.164103568.4837094.21650754.293829.79347.42304.616130.260
Lyz-50.044-0.287-17.611-5089.754-2.2880.3880.8880.531
Lzz13576.75886722.5599257.0632874.6312384.32360.35122.6289.503
备注B6F6FB

RML63III

joint_id(i)123456--
m1.5982.9901.3571.8641.0230.1070.2480.189
x-12.900109.80014.400-0.1000.100-0.506-0.426-0.352
y0.1000.100-5.600-23.00032.6000.2550.237-0.067
z-29.800-67.200-29.400-236.200-15.200-10.801-27.223-18.302
Lxx3150.72416728.1883116.708128352.3803299.43950.918308.844133.613
Lxy-18.047-17.784508.850-4.255-1.019-3.136-3.7810.522
Lxz-13.56426077.237-1.031-52.2730.0317-0.699-1.4681.623
Lyy4867.960102753.0874083.881125960.7771008.18647.42304.616130.260
Lyz6.61212.6083.755-4630.0830.3360.3880.8880.531
Lzz2833.69188450.0852455.2323681.8842745.43660.35122.6289.503
备注B6F6FB

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,6FB:六维力L版,6F: 六维力K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

RML63-B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)。

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工作空间

RML63-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900mm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:±178°,关节3转动范围:-178°~+145°,关节4转动范围:±178°,关节5转动范围:±178°,关节6转动范围:±360°。

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运动奇异点-RML63III

奇异类型1:肩部奇异

当关节5和关节6的轴线交点位于通过关节1轴线且平行关节2轴线的平面上时,产生肩部奇异。

肩部奇异如下图所示,图中蓝色平面为通过关节 1 轴线且平行于关节 2 轴线的平面。

肩部奇异示意图

示意点位1:[0,-34.85,72.738,0,-35,0],如下图所示:

示意点位1



奇异类型2:肘部奇异

当关节5和关节6的轴线交点位于由关节2和关节3的轴线组成的平面上时,产生肘部奇异。

示意点位1:[0,-60,-9.684,0,-90,0],如下图所示:

示意点位1

奇异类型3:腕部奇异

当关节4和关节6的轴线平行时,q5=0,即点位格式为[x,x,x,x,0,x],产生腕部奇异。

示意点位1:[0,60,30,0,0,0],如下图所示:

示意点位1

奇异类型4:边界奇异

当机械臂末端到达最远端时,q3=-9.683且q5=0,即点位格式为[x,x,-9.683,x,0,x],产生边界奇异。

示意点位1:[0,0,-9.683,0,0,0],如下图所示:

示意点位1

示意点位2:[-90,-45,-9.683,0,0,0],如下图所示:

示意点位2

示意点位3:[-90,-90,-9.683,0,0,0],如下图所示:

示意点位3

运动奇异点-RML63II

奇异类型1:肩部奇异

当关节5和关节6的轴线交点位于通过关节1轴线且平行关节2轴线的平面上时,产生肩部奇异。

肩部奇异如下图所示,下图中的蓝色平面是指通过关节1轴线且平行关节2轴线的平面:

肩部奇异示意图

示意点位1:[0,-34.85,72.738,0,-35,0],如下图所示:

示意点位1



奇异类型2:肘部奇异

当关节5和关节6的轴线交点位于由关节2和关节3的轴线组成的平面上时,产生肘部奇异。

示意点位1:[0,-60,-9.684,0,-90,0],如下图所示:

示意点位1



奇异类型3:腕部奇异

当关节4和关节6的轴线平行时,q5=0,即点位格式为[x,x,x,x,0,x],产生腕部奇异。

示意点位1:[0,60,30,0,0,0],如下图所示:

示意点位1



奇异类型4:边界奇异

当机械臂末端到达最远端时,q3=-9.683且q5=0,即点位格式为[x,x,-9.683,x,0,x],产生边界奇异。

示意点位1:[0,0,-9.683,0,0,0],如下图所示:

示意点位1

示意点位2:[-90,-45,-9.683,0,0,0],如下图所示:

示意点位2

示意点位3:[-90,-90,-9.683,0,0,0],如下图所示:

示意点位3



负载曲线图

下图分别表示RML63-B、RML63-6F和RML63-6FB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。

RML63-B

RML63-6F

RML63-6FB