CS系列机器人奇异点

1.  简介

机器人奇异点是指机器人在特定姿态或关节位置下，其运动学模型出现数学矛盾，导致无法通过逆运动学计算得到唯一解或可控解的现象，这种现象源于机械结构的几何约束和运动学方程的退化，可能引发运动不稳定、关节速度突变或自由度丧失等问题。

奇异点时针对机器人直线运动MOVEL时机器人不可到达的目标点，使用关节运动MOVJ时没有不会发生奇异。

1 腕部奇异点

• 触发条件：机器人手腕的J4轴与J6轴共线（如J5轴角度为0°）如图1；

• 表现：手腕关节（J4/J6）突然高速旋转，工具方向失控；

如何避免：

• 编程时保持J5轴角度≠0°（例如设为±15°）

图1

2 肘部奇异点

•  触发条件：机器人手臂完全伸直或过度弯曲（腕部中心点与J2、J3轴线构成直线）如图2；

•  表现：肘部关节速度激增，末端运动停滞；

如何避免：

• 避免J2、J3轴完全伸直（180°）或过度弯曲

图2

3 肩部奇异点

• 触发条件：关节J5和关节J6交点在过关节J1轴线且平行关节J2轴线的平面内时，会发生肩部奇异，如图3；

• 表现：J1和J6轴剧烈耦合旋转，路径偏离；

如何避免：

• 倾斜安装机器人基座（偏移基坐标系）;

• 调整工具坐标系，使TCP偏离J1轴线;

图3

3.  常见问题解答

• 机器人尽量避免在奇异点附近使用直线运动

• 机器人进入奇异点时需要使用关节坐标将机器人移出奇异点