具贅餘自由度機械臂之運動規劃與奇異點問題之解決

Motion Planning of Redundant Robots and Avoidance of Singularity

林志哲(Chih-Jer Lin)

《大葉學報》 11卷1期 (2002/06) Pp. 41-50

https://doi.org/10.7119/JDYU.200206.0041

摘要

在機械臂之研究領域中，具贅餘自由度機械臂之運動規劃通常是一個具挑戰性的問題。一般機械臂通常只被要求手端去追蹤一個特定的軌跡；然而具贅餘自由度之機械臂除了具有達成手端之軌跡的自由度外，它還具有著多餘的自由度可被運用，這些多餘的自由度通常被稱為贅餘自由度。傳統的運動規劃法因為必須求解反矩陣，通常會面臨奇異點的問題。本文將提出一個利用順向運動學與最佳控制法來求解運動規劃問題；與傳統方法所不同的是，因為不須求解Jacobian矩陣之反矩陣，所以不會有奇異點強建性的問題。文中並以一平面機械臂為實例。

關鍵字

具贅餘自由度機械臂 ； 運動規劃 ； 奇異點問題

並列摘要

Motion planning of redundant robot manipulators is one of the most challenging problems encountered in the field of robotics. The conventional approaches usually have a singularity problem in the motion planning. In this paper, an alternative to the conventional approach is proposed, using a forward kinematic and optimization technique. Different from the conventional approach, the inverse of the Jacobian matrix is not used in the proposed method. The robustness of the proposed method with regard to geometrical singularity is demonstrated by the planar robot.

並列關鍵字

redundant robots ； motion planning ； singularity problem