工业机器人的奇异点是指在机器人运动学中，由于其机械结构的约束和工作空间的限制，导致在某些特定姿态或关节位置下，机器人无法进行正常运动或控制的状态。
奇异点的产生原因
1、几何约束：机器人在进行运动时，由于其机械结构的约束，可能会导致某些关节无法继续运动，从而产生奇异点。
2、姿态限制：机器人在特定姿态下，例如姿态靠近平面或者轴线，会导致机器人的运动学模型发生奇异点。
3、数学特性：从数学角度来看，奇异点是由于机器人的雅可比矩阵（Jacobian Matrix）的行列式为0时，导致雅可比矩阵无法求逆，因此无法准确计算逆运动学解。
奇异点的分类及具体表现
1、腕部奇异点：当机器人的4轴和6轴处于同一直线时，就会出现腕部奇异点，4轴和6轴的旋转可以相互抵消，可能导致轴的快速旋转。
2、肩部奇异点：当机器人的中心的腕关节和关节1的轴对齐时，就会产生肩部奇异点，这种情况下，关节1和4试图瞬间旋转180度。
3、肘部奇异点：当机器人的腕中心与2轴和3轴处于同一平面时，会产生肘部奇异点，这看起来像机器人“伸得太远”，导致肘关节被锁在某个位置。
奇异点的处理方法
1、路径规划规避：在规划机器人路径时，尽量避开奇异点，确保机器人在安全的工作区域内运行。
2、算法优化：结合机器人运动学，优化机器人反解算法，确保在奇异点附近伪逆解的稳定性。
3、报警停止：一些先进的机器人控制系统会在检测到接近奇异点时自动停止运动，并在关节空间中通过控制各轴进行运动，以顺利规避奇异点。
4、使用奇异点回避功能：部分机器人系统提供了奇异点回避功能，能够实时检测并回避奇异点，确保机器人运动的平稳性和精度。
工业机器人的奇异点是其在特定姿态下因运动学特性导致的无法继续运动的现象，理解这一概念对于机器人的设计、编程和操作至关重要，因为它直接关系到机器人的性能和安全性。
