[科普中国]-可操作度

简介

灵活性、可操作性的度量是机器人运动学方面的重要内容，一直是众多学者的研究对象。Yoshikawa提出了以“可操作度椭球”的体积作为可操作度，并用该可操作度作为性能指标，对冗余度机器人关节位形进行优化，实现了避关节奇异。其他学者从不同的角度提出了条件数、最小奇异值、最小条件数等灵活性的度量方法，并且将其应用于运动学控制。

可操作度的几何意义为椭球各轴长的乘积，与其体积成正比。

可操作度对某一位形下机器人往各个方向运动的能力做出了综合度量，可以用来衡量机器人的整体灵活性，作为设计和分析机器人的准则。1

可操作度M(q)机器人正向运动学由下式给出

式中：

p∈Rm×1为操作空间中机器人末端运动速度； 、

q˙∈Rn×1为关节运动速度；

J(q)∈Rm×n为Jacobian矩阵。对冗余度机器人，m