机器人运动学奇异性、冗余性及逆微分运动学解析
在机器人运动学的研究中,奇异性、冗余性以及逆微分运动学是至关重要的概念。它们对于理解机器人的运动特性、规划运动轨迹以及解决实际应用中的问题都具有重要意义。
1. 运动学奇异性
运动学奇异性是机器人运动过程中可能遇到的特殊情况,会对机器人的运动产生显著影响。
- 二连杆平面臂的奇异性 :为了说明机器人在奇异点的行为,以二连杆平面臂为例。在这种情况下,只考虑平面内线性速度的分量 $\dot{p} x$ 和 $\dot{p}_y$ 。其雅可比矩阵为:
[J =
\begin{bmatrix}
-a_1s_1 - a_2s {12} & -a_2s_{12} \
a_1c_1 + a_2c_{12} & a_2c_{12}
\end{bmatrix}
]
行列式为 $\det(J) = a_1a_2s_2$ 。当 $a_1, a_2 \neq 0$ 时,行列式在 $\theta_2 = 0$ 或 $\theta_2 = \pi$ 时为零,此时手臂末端位于可达工作空间的外边界($\theta_2 = 0$)或内边界($\theta_2 = \pi$)。通过分析结构在这种配置下的微分运动,可以观察到雅可比矩阵的两列向量变得平行,雅可比矩阵的秩变为 1,这意味着末端速度分量不是独立的。
- 奇异性解耦 :对于具有球形手腕的机器人,奇异性计算问题可以分解为两个独立的问题:
- 计算由前 3 个或更多连杆运动产生的手臂奇异性。
- 计算由手腕关节运动产
机器人运动学奇异性与逆微分解析
超级会员免费看
订阅专栏 解锁全文
65

被折叠的 条评论
为什么被折叠?



