CS機器人奇異點
2025-09-08
1. 簡介
機器人奇異點是指機器人在特定姿態或關節位置下，其運動學模型出現數學矛盾，導致無法通過逆運動學計算得到唯一解或可控解的現象，這種現象源于機械結構的幾何約束和運動學方程的退化，可能引發運動不穩定、關節速度突變或自由度喪失等問題。
2. 操作流程
奇異點時針對機器人直線運動MOVEL時機器人不可到達的目標點，使用關節運動MOVJ時沒有不會發生奇異。
1 腕部奇異點
? 觸發條件：機器人手腕的J4軸與J6軸共線（如J5軸角度為0°）如圖1；
? 表現：手腕關節（J4/J6）突然高速旋轉，工具方向失控；
如何避免：
? 編程時保持J5軸角度≠0°（例如設為±15°）
圖1
2 肘部奇異點
? 觸發條件：機器人手臂完全伸直或過度彎曲（腕部中心點與J2、J3軸線構成直線）如圖2；
? 表現：肘部關節速度激增，末端運動停滯；
如何避免：
? 避免J2、J3軸完全伸直（180°）或過度彎曲
圖2
3 肩部奇異點
? 觸發條件：關節J5和關節J6交點在過關節J1軸線且平行關節J2軸線的平面內時，會發生肩部奇異，如圖3；
? 表現：J1和J6軸劇烈耦合旋轉，路徑偏離；
如何避免：
? 傾斜安裝機器人基座（偏移基坐標系）;
? 調整工具坐標系，使TCP偏離J1軸線;
圖3
3. 常見問題解答
? 機器人盡量避免在奇異點附近使用直線運動
? 機器人進入奇異點時需要使用關節坐標將機器人移出奇異點
