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文档简介

机器人速度分析从上式可以看出，对于给定的关节变量q，雅可比矩阵是从关节空间的关节速度向操作空间的广义速度映射的线性变换。：末端操作器在操作空间中的速度，又称为广义速度，为线速度与角速度之和：速度雅可比矩阵：机器人关节在关节空间中的速度J(q)速度分析速度分析如图所示二自由度机械手，手部沿固定坐标系Xo轴正向以1.0m/s速度移动，杆长为

。设在某瞬时,求相应瞬时的关节速度。l1l2(x,y)速度分析如图所示二自由度机械手，手部沿固定坐标系Xo轴正向以1.0m/s速度移动，杆长为

。设在某瞬时,求相应瞬时的关节速度。l1l2(x,y)因此，在该瞬时两个节的位置分别为手部瞬时速度为1m/s,速度分别为

奇异位形奇异位形由操作空间速度得到关节空间速度：逆速度雅可比矩阵则若伴随矩阵行列式的值J为奇异矩阵机器人处于奇异位形奇异位形

当或时，，机器人处于奇异位形。二自由度机器人的奇异位形工作域边界上的奇异：这种奇异位形出现在机器人的机械手于工作区的边界上时，也就是在机器人手臂全部展开或全部折回时出现。工作域内部奇异：这种奇异位形出现在两个或多个关节轴线重合时，它可能出现在工作区的任何位置，并且机器人的末端执行器在这种奇异位形附近的可操作性会变坏，这样极大的减少了机器人的可行区。奇异位形的类型奇异位形预测奇异位形的可能出现位置，并避免它。理论上对给定的机器人操作器只要令其雅可比行列式的值等于零，即可找到它的奇异位形。回避机器人操作器的奇异位形根据机构的各向同性原理设计机器人操作器通过设计上的优化，能使得机器人机构在一个比较大的区域内保持各向同性，即在各个方向的可能误差和施加的力都是相同的。这样机器人操作器具有更好的灵活性。在奇异位形附近利用矩阵论中的伪逆矩阵理论，通过定义一种伪逆雅可比矩阵，将雅可比矩阵降秩处理，求解近似反解。利用降秩雅可比矩阵求近似反解冗余度的概念是机器人主动关节数目多于完成操作任务所需最小自由度数。这种方法就是使机器人通过奇异位形时给机械臂增加多余的关节，利用

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