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機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)冗余自由度是指機(jī)械手具有比它的結(jié)尾所需求的自由度更多的自由度。運(yùn)動學(xué)冗余自由度的機(jī)械手具有比非冗余自由度的機(jī)械手更好的功能。例如，非冗余自由度的機(jī)械手在外部環(huán)境中有障礙物時(shí)受到非常大的約束，運(yùn)動學(xué)冗余自由度的機(jī)械手就能極好的完成任務(wù)。因?yàn)槠嫣攸c(diǎn)的存在，非冗余自由度的機(jī)械手的作業(yè)空間受到約束，運(yùn)動學(xué)冗余自由度的機(jī)械手就能極好的處理這類疑問。
冗余自由度的機(jī)械手在運(yùn)動操控中可以優(yōu)化各種功能指標(biāo)，如：約束關(guān)節(jié)視點(diǎn)，最小化機(jī)械手關(guān)節(jié)角速度、角加速度、關(guān)節(jié)力矩、能量等。因而，具有運(yùn)動學(xué)冗余自由度的機(jī)械手得到了廣泛的使用，其中躲避障礙物即是一個(gè)非常重要的使用。
一般來說，機(jī)械手的避障操控主要有兩種辦法。一種辦法是在高層進(jìn)行途徑計(jì)劃，使機(jī)械手結(jié)尾經(jīng)過離線途徑計(jì)劃來避障礙物。這種辦法可以確保機(jī)械手的大局優(yōu)化，但它卻無法實(shí)現(xiàn)在線操控。另一種辦法是經(jīng)過機(jī)械手的操控器在線進(jìn)行避障。關(guān)于在線避障的操控，很多專家都提出了自個(gè)的辦法。很多算法是根據(jù)偽逆矩陣法。機(jī)械手的避障操控可以使機(jī)械手在作業(yè)過程中避開障礙物，充分發(fā)揮冗余自由度的機(jī)械手的優(yōu)勝功能。
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