视觉伺服冗余度机器人：一种新型结构与控制策略

"一种新颖的冗余度机器人及其视觉伺服方案 (2001年) - 罗翔颜景平 - 东南大学机械工程系" 本文深入探讨了一种创新的冗余度机器人设计及其视觉伺服控制策略，主要关注在灵巧操作和装配任务中的应用。冗余度机器人在这些领域具有优势，因为它们可以更灵活地完成复杂的任务，但同时也面临着运动规划计算量大的挑战。 为了解决这一问题，作者设计了一种特殊的七自由度机械臂结构，该结构采用了准万向关节，旨在减少运动规划的计算复杂性。这种结构能够提供更广泛的运动范围，同时保持了较高的运动灵活性。 在运动规划方面，文章提出了一种基于位姿分散自律速度控制的方法。这一方法利用速度矢量极小最小二乘分解来控制手腕的运动速度，确保了精确的定位。同时，通过欧拉角法则的正向递推法，解决了操作手的姿态规划问题。这种方法不仅物理意义明确，而且算法简单，有利于实现实时控制。 为了验证所提方法的有效性，作者进行了数值仿真，结果表明该方法能够有效地工作，并且具有一定的运动学鲁棒性，即在面对一定的不确定性或干扰时仍能保持稳定性能。 视觉伺服是该方案的关键组成部分，它通过闭环控制和连续的视觉反馈来指导机器人的运动，与早期的开环视觉机器人系统相比，它提高了精度和响应速度。本文针对视觉伺服冗余度机器人的特性，开发了适用于执行级的运动规划算法，避免了计算整个工作空间的雅可比矩阵，从而显著减少了计算量，提升了计算效率。 总结起来，这篇文章贡献了一种新的冗余度机器人设计和视觉伺服控制策略，为冗余度机器人的实用化提供了有力的技术支持。通过简化运动规划和增强鲁棒性，该方法有望推动冗余度机器人在实际应用中的进一步发展。