ABB YuMi 机械臂的冗余参数化

ABB YuMi 是一款 7 自由度协作机械臂，具有复杂的冗余运动学结构。YuMi 的路径规划具有挑战性，特别是在考虑关节极限时。冗余自由度通过肩-肘-腕（SEW）角进行参数化，ABB 将其称为臂角，但在 RobotStudio 仿真器之外进行路径规划时必须知道其确切定义。我们提供了 YuMi 所用 SEW 角的首个完整且经过验证的定义。它遵循传统的 SEW 角公式，其中肩-肘方向选择为第四个关节轴的方向。我们的定义还指定了肩部位置，使其兼容任何参考向量选择。文献中曾有过定义 SEW 角的尝试，但它不完整且偏离了在 RobotStudio 中观察到的行为。由于我们的公式适用于一般 SEW 角框架，我们还获得了 SEW 角雅可比矩阵的表达式以及所有算法奇点的完整数值条件。最后，我们演示了使用 IK-Geo（我们基于子问题分解的逆运动学（IK）求解器），通过二维搜索找到所有 IK 解。代码示例可在公开访问的存储库中找到。