机械手运动学:速度分析-雅可比矩阵
速度分析
除了在给定关节参数的情况下求出末端执行器的位置外，在正运动学和逆运动学中求出末端执行器的位置反之亦然，机器人的运动学还包括对运动中的机器人进行分析。不仅是连杆和关节的最终位置以达到末端执行器的理想位置，而且在达到最终位置时，机械臂的连杆和关节的速度及其变化对分析很重要。
我们讨论了关节空间和笛卡尔空间在上一篇文章中．对于给定的关节参数，求末端执行器的最终位置就像从关节空间移动到笛卡尔空间，得到末端执行器最终位置的关节参数就像在关节空间中表示笛卡尔空间。
雅可比矩阵
对于机械臂运动的速度分析，定义了关节空间到笛卡尔空间的速度映射矩阵。这样的矩阵称为机械手的雅可比矩阵。雅可比矩阵是机械臂特定构型的特征。在运动过程中，随着机械手构型的变化，速度映射也随之变化。
奇异点
在机械手运动过程中，机械手的各连杆具有不同的构型。随着这些构型的改变，雅可比矩阵的描述也随之改变。当从一种构型移动到另一种构型时，有时操纵器会达到一个无法超越的点。这些点描述了机械手的工作空间。由于结构的限制，有一些点是机械臂无法达到的。
在所有这些点上，机械手的雅可比矩阵是不可逆的这些点被称为雅可比矩阵的奇点。机械手的奇异点可以说明机械手工作空间的极限。在为任何特定任务设计和编程机械手时，都应考虑到奇异点。对奇异点的认识和理解对操纵器的设计者和使用者很有帮助。
机械手的雅可比矩阵也用于力和力矩的映射。当末端执行器的力和力矩给定并且需要找到所需的关节力矩集时，机械手的雅可比矩阵也非常有用。
前两篇文章简要介绍了机械手的运动学。机器人运动学包括机器人的位置分析、姿态分析和速度分析。现在我们转到动力学，研究引起运动的力。
这篇文章是系列文章的一部分:机械机械手的力学
机器人技术也许是人们渴望合成这样的机器的结果，这些机器可以像人类一样执行任务，甚至超越人类，也就是说，执行人类不能做的任务，而且在某种程度上比人类做得更好。本系列向您介绍机械机械手的力学。
