沙因曼机械臂 斯坦福大学公开课：机器人学 8

机器人学第八课首先播放了一个关于平行停车的视频片段。驾驶员想停车时，启动自动停车模式，离开车，车辆就可以自动停靠到指定位置。当需要取车时，汽车可以自动开出来，并准备好手动驾驶模式。接下来教授展示了斯坦福沙因曼的机械臂，说明了之前课上讲到的各个关节是如何移动的。回到课堂，教授讲解了运动学奇异点的定义以及如何计算。让雅可比矩阵的行列式为0，就可以得到奇异构型。接下来教授举了一个简单的例子：如何得到雅可比矩阵，如何得到运动学奇异点，并在机器人PUMA上演示了同样的问题。通常的机器人问题超出了二维平面，因此雅可比矩阵可能不是方阵，接下来就讨论了这样的情况。可以通过消去某些行得到约化的矩阵（方阵）进行分析，得到奇异值。接着教授继续讲解斯坦福沙因曼的性质，关节5。然后解释了一下关于最后一个坐标系的一些疑问，有关末端执行器的雅可比矩阵。要注意不同的坐标系中，叉积算子需要进行转换，不要弄错。最后教授举了一个腕关节点计算雅可比矩阵的例子。 雅可比矩阵不仅用来分析速度，也可控制机器人。教授详细讲述了这一过程。课程的最后讨论了静力的问题（包含虚功原理和一个实例）。