機器人機構(gòu)的奇異點

　　《機器人機構(gòu)的奇異點》旨在為機器人機構(gòu)中可能遇到的所有奇異點類型提供一致性的表達方法，并給出對這些奇異位形的穩(wěn)健求解計算及其規(guī)避路徑規(guī)劃策略。獲得這些方法的重要性在于，由于機器人運動過程中，若經(jīng)過奇異點，則會導(dǎo)致其運動能力退化，因此在機器人構(gòu)型設(shè)計前，需充分考慮這些問題。該書還提出了通過計算與處理奇異點集的方式，為機構(gòu)的局部與全局運動能力提供詳盡信息的方法：奇異點集在任務(wù)空間與關(guān)節(jié)空間的投影決定著機構(gòu)在相應(yīng)空間的工作區(qū)間，可據(jù)此判斷不同裝配構(gòu)型的存在性，同時也可以明確可控性與靈活性退化顯著的區(qū)域。這些投影雖然提供了機構(gòu)的可行運動位置的集合，但并未揭示所有可行的無奇異點運動路徑。為進一步解決這一問題，該書提出了規(guī)避奇異點路徑規(guī)劃的一般方法，并將這些方法拓展到剛性或柔性繩驅(qū)并聯(lián)機構(gòu)中具有力旋量約束的情況。奇異構(gòu)型在機構(gòu)設(shè)計中起到的關(guān)鍵作用在很早以前就已受到關(guān)注，但迄今為止，僅存在少量專門針對特殊機構(gòu)的奇異點集計算及規(guī)避方法。該書的顯著特點在于，首次提出了對所有非冗余機構(gòu)具有普遍適用性的一般方法，從而有助于促進新型或更加復(fù)雜機器人機構(gòu)的設(shè)計。為了以簡潔、優(yōu)美的形式表達公式及結(jié)論，該書主要針對非冗余機構(gòu)開展研究，即便如此，提出的方法和技術(shù)可經(jīng)適當(dāng)延伸，應(yīng)用于冗余機器人。總之，該書旨在消除設(shè)計創(chuàng)新中存在的障礙，且有助于讀者理解如何以一種有效、可靠的方式對復(fù)雜多體系統(tǒng)的運動進行預(yù)測、規(guī)劃與控制。

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