机器人运动：奇异位形增加运动控制难度

基坐标系为机器人运动提供整体参考。示教器可用于设置位置和操作机器人程序。离线编程利用计算机模型规划机器人动作。轨迹规划需要约束速度和加速度等参数。关节空间插补不保证末端沿直线运动。笛卡尔空间规划直接约束末端运动路径。碰撞检测用于识别机构与环境的潜在干涉。力控制根据接触作用调整机器人运动。

阻抗控制建立运动与接触力之间的动态关系。柔顺装配能够缓和零件接触时的位置误差。视觉伺服利用图像反馈调整机器人动作。手眼标定建立相机与机器人坐标之间的关系。末端执行器可以是夹爪或专用工艺工具。欠驱动夹爪通过较少驱动实现多个接触动作。软体机器人利用柔性结构形成运动和适应能力。协作机器人需要与具体应用共同开展风险评估。

正运动学根据关节变量计算末端位置姿态。逆运动学根据目标位姿求取关节变量。同一末端位姿可能对应多个关节配置。奇异位形会使部分运动方向的控制困难。雅可比矩阵描述关节速度与末端速度关系。重复定位精度反映多次返回目标的离散程度。绝对定位精度描述实际位置与目标的偏差。精度补偿通常需要准确的标定和误差模型。

机器人由机构与感知控制等系统共同组成。工业机械臂通过多个关节实现空间运动。串联机器人由关节和连杆依次连接构成。并联机器人通过多条运动链共同连接平台。关节自由度不等同于所有姿态都能实现。工作空间描述机器人能够到达的位置范围。姿态可达性还受到关节限位和结构干涉约束。