机械手的运动学冗余自由度是指机械手具有比它的结尾所需求的自由度更多的自由度。运动学冗余自由度的机械手具有比非冗余自由度的机械手更好的功能。例如,非冗余自由度的机械手在外部环境中有障碍物时受到非常大的约束,运动学冗余自由度的机械手就能极好的完成任务。因为奇特点的存在,非冗余自由度的机械手的作业空间受到约束,运动学冗余自由度的机械手就能极好的处理这类疑问。
冗余自由度的机械手在运动操控中可以优化各种功能指标,如:约束关节视点,最小化机械手关节角速度、角加速度、关节力矩、能量等。因而,具有运动学冗余自由度的机械手得到了广泛的使用,其中躲避障碍物即是一个非常重要的使用。
一般来说,机械手的避障操控主要有两种办法。一种办法是在高层进行途径计划,使机械手结尾经过离线途径计划来避障碍物。这种办法可以确保机械手的大局优化,但它却无法实现在线操控。另一种办法是经过机械手的操控器在线进行避障。关于在线避障的操控,很多专家都提出了自个的办法。很多算法是根据伪逆矩阵法。机械手的避障操控可以使机械手在作业过程中避开障碍物,充分发挥冗余自由度的机械手的优胜功能。
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