UR和iiwa协作机械臂逆运动学解析解算法
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发布时间：2024-09-05 10:55
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时间：2024-09-14 12:22
第3章 逆运动学
1. **几何法逆运动学**：
- 当3个相邻关节轴交于一点或平行时，利用几何法求解。例如，UR5的6轴设计中，后3轴交于腕部，形成一个整体，先求解前3个关节角度，再计算剩余关节。iiwa的7轴冗余机器人则涉及多个关节轴的交点，如肩部、肘部和腕部，需要额外的冗余参数来确定肘部位置。
2. **UR5逆解算法**：
- 通过齐次矩阵，先求解关节1、5、6的角度，利用轴线平行的特性，如关节2、3、4的旋转保持O4原点y轴分量恒定。
- 通过逆解公式，依次计算出关节1、5、6的具体角度，并在已知末端姿态的基础上，推算关节2、3、4的角度。
3. **iiwa逆解算法**：
- 该机器人有7个关节，通过冗余7轴的正向运动学，处理关节4的臂形角和偏置情况。肘部和腕部的连续运动提供了更大的灵活性。
- 通过臂形角和冗余圆周的概念，确定关节4的角度，然后解算其余关节。
4. **数学问题**：
- 奇异状态处理：当机器人处于某些特定构型时，解算可能不唯一或不存在，需要特殊处理。
- 工作空间可达判断：确定机器人能否达到目标位姿，需要考虑关节空间与操纵空间的关系。
5. **仿真工具**：
- MATLAB与V-REP的联合使用，用于逆运动学的实时模拟和验证。
通过以上步骤，机械臂逆运动学算法确保了机器人能够根据给定的任务需求，准确地调整其关节角度，实现精确的运动控制。
