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工业机器人奇异点如何规避?有哪些方法?

2024-10-10技术资讯 阅读 116
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工业机器人在执行任务时,可能会遇到所谓的“奇异点”,这是指机器人的某个关节或多个关节达到某种特定位置,使得机器人的运动学反解出现问题,导致其失去某些自由度或者运动变得不可控,为了确保机器人的稳定性和安全性,规避奇异点是非常重要的,以下是一些避免奇异点的方法:

1、路径规划:通过合理设计机器人的运动轨迹和姿态,可以避免机器人进入奇异点附近的区域,这需要对机器人的运动学有深入的理解,以便能够有效地规划路径。

2、报警机制:一些工业机器人系统会在接近奇异点时发出警报,并在必要时停止机器人的运动,以防止进入奇异点,ABB机器人就有此类功能,能够在接近奇异点前进行报警并停止运动。

3、自适应调整:针对机器人微分运动中的Jacobian矩阵条件数问题,研究人员提出了一种自适应调整阻尼系数的方法,可以在计算关节速度伪逆解时使用,从而有效规避奇异点。

4、回避程序:FANUC机器人提供了一种奇异点回避功能,可以在机器人执行程序时和手动运行时实时回避腕部的奇异点。

工业机器人奇异点如何规避?有哪些方法?

5、软件控制:利用高级的控制算法和软件工具,可以监控机器人的状态,预测奇异点的出现,并采取措施避免机器人到达这些点。

6、硬件设计:在机器人的设计阶段,可以通过优化机械结构来减少奇异点的发生,例如增加冗余的自由度或改变关节的配置。

7、操作培训:对操作人员进行充分的培训,使其了解如何识别和避免奇异点,也是防止机器人进入奇异点的有效方法。

8、传感器辅助:使用传感器监测机器人的位置和状态,当检测到机器人接近奇异点时,及时调整机器人的动作或停止运动。

9、模拟仿真:在实际运行之前,通过计算机仿真模拟机器人的运动,可以帮助发现潜在的奇异点,并提前进行规避。

10、反馈控制:实施闭环控制系统,通过反馈信息调整机器人的运动,以避免奇异点。

工业机器人的奇异点是一个需要特别注意的问题,因为它可能会导致机器人失控或者损坏,通过上述多种方法的综合应用,可以有效地规避奇异点,确保机器人的安全和高效运行。

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