Linear Kinematics for General Constant Curvature and Torsion Manipulators
Oregon State University（俄勒冈州立大学）；University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；Olin College of Engineering（奥林工程学院）
我们提出了一种新的通用模型，统一的常曲率和常扭转连续操作机的运动学。结合这种运动学与能量为基础的物理，我们推导出一个线性映射，从致动器的配置，以操纵器的变形，这是类似于传统的机器人正运动学。我们的模型概括了不同尺寸，弯曲类型和致动器类型的机械手，而不需要参数重新拟合。通用性和线性的结合使得该模型对于控制和规划算法是有用的。最后，我们的模型是准确的，通过实验验证与气动人工肌肉的机械手。
2023-02-22 cs.RO
Kinematic analysis of the 3-RPR parallel manipulator
本文研究了一种3-RPR平面并联机器人的运动学问题。描述了机器人的正逆运动学问题和奇异位形。在并联奇异位形上，移动平台产生的运动可与平行直线机构进行比较。
2007-08-29 cs.RO
Self-Calibration of Mobile Manipulator Kinematic and Sensor Extrinsic Parameters Through Contact-Based Interaction
University of Toronto Institute for Aerospace Studies（多伦多大学航空航天研究所）；University of Zagreb（萨格勒布大学）
提出了一种基于接触信息的移动机械手自标定方法。我们的方法，基于点云配准，适用于估计安装在移动基座上的固定视觉传感器和末端执行器之间的外变换。除了传感器校准，我们证明了该方法可以扩展到包括机械手运动学模型参数，这涉及到一个非刚性配准过程。我们的程序仅使用板载传感，不依赖任何外部测量设备、基准标记或校准装置。此外，它在一般情况下是完全自动的。我们的实验验证所提出的方法在自定义移动机械手平台，并证明厘米级的后校准精度定位的末端执行器仅使用视觉指导。我们还讨论了注册算法的稳定性，以确定校准是可能的条件下。
2018-10-22 cs.RO
Working Modes and Aspects in Fully-Parallel Manipulator
Institut de Recherche en Cybernétique de Nantes（南特控制论研究所）；École Centrale de Nantes（南特中央理工学院）
本文的目的是表征的概念方面的工作空间和关节空间的并联机器人。与串联机器人相反，并联机器人不仅可以有多个逆运动学解，而且可以有多个正运动学解。在[Borrel 86]中为串联机器人引入了方面的概念，在[Wenger 1997]中为只有一个逆运动学解的并联机器人重新定义了方面的概念，并为一般的完全并联机器人重新定义了方面的概念。在关节速率矢量和笛卡尔速度矢量之间的运动学关系中出现了两个雅可比矩阵，称为“逆运动学“和“正运动学”矩阵。这些矩阵的研究允许分别定义的并行和串行奇点。工作模式的概念被引入到分离的逆运动学解。这样，我们就可以找到工作空间和关节空间中不存在奇异的区域。应用于机械手工作空间的可动性分析以及路径规划与控制。本文以RR-RRR平面并联机器人为例说明了这一研究。
2007-07-13 cs.RO
Optimal Selection of Measurement Configurations for Stiffness Model Calibration of Anthropomorphic Manipulators
Ecole des Mines de Nantes（南特矿业学院）；Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制论研究所）
研究了空间拟人机器人弹性静力学参数的标定问题。它提出了一种新的策略，从根本上提高了机器人标定的效率的测量配置的最佳选择。该策略基于机器人测试姿态的概念，并确保了测试配置的最佳顺应性误差补偿。通过对一个具有刚性连杆和柔性驱动关节的3自由度拟人机械臂的弹性静力学参数标定的数值算例，说明了该方法的优点及其对实际应用的适用性
2012-11-25 cs.RO
Kinematic analysis of a class of analytic planar 3-RPR parallel manipulators
分析了一类解析平面3-RPR机器人。这些机械手具有全等的基座和移动平台，并且移动平台围绕平面中的轴旋转180度。运动学正运动学的求解问题依次归结为三次多项式和二次方程的求解。在关节空间中计算并绘制奇点。二阶奇点（杯点），这起着重要的作用，在非奇异变化的装配模式运动，也进行了分析。
2009-09-02 cs.RO
Manipulator Differential Kinematics: Part 1: Kinematics, Velocity, and Applications
本文作为两部分教程的第一部分，介绍基于基本变换序列的机械臂运动学建模与一阶微分运动学，阐述雅可比矩阵在速度控制及逆运动学中的应用，并配备Python代码的Jupyter Notebooks辅助实践。
2023-05-16 cs.RO
AeCoM: An Aerial Continuum Manipulator with Precise Kinematic Modeling for Variable Loading and Tendon-slacking Prevention
The University of Hong Kong（香港大学）
近年来，航空机器人系统引起了人们的兴趣。在这篇文章中，我们提出了一种新的空中机械手系统，显着不同于传统的空中离散机械手：空中连续机械手（AeCoM）。AeCoM复合机将四旋翼与肌腱驱动的连续体机器人机械手集成在一起。由于肌腱驱动连续体机械臂的紧凑设计和有效载荷承载能力，所提出的系统解决了传统空中机械臂的有效载荷能力和灵活性之间的矛盾。本文的两个贡献是：1）基于传感器的运动学模型的精确建模，在可变载荷的存在下，和2）肌腱松弛预防系统的开发存在侵略运动。系统的详细设计和广泛的实验验证已经进行了验证系统的自初始化，有效载荷能力，精确的运动学建模与可变末端执行器（EE）在空中抓持和肌腱松弛预防负载。实验结果表明，所提出的新型空中连续体机械臂系统解决了传统空中机械臂的约束条件，在集群环境中具有更大的应用潜力。
2023-01-26 cs.RO
The Kinematic design of a 3-dof Hybrid Manipulator
Institut de Recherche en Cybernétique de Nantes (IRCyN)（南特控制论研究所）；McGill University（麦吉尔大学）
研究了一种新型三自由度混联机器人的运动学特性。该机械手是通过在一个五杆平面机构（类似于Bajpai和Roth研究的机构）上串联增加一个第三转动件而得到的，该第三转动件穿过上述连杆机构的两个驱动转动关节的中心线。由此产生的架构是混合的，因为它既有串行链路，又有并行链路。全并联机械手已知存在特别不希望的奇异点（称为平行奇异点），其中失去控制[4]和[6]。另一方面，由于它们的悬臂式运动布置，完全串联的机械手遭受缺乏刚度和相对较大的定位误差。所研究的混合机械手具有更高的刚度和更高的精度。此外，由于所有致动器都位于第一轴线上，因此惯性效应显著减小。此外，它表明，我们的机械手的特殊运动学结构有可能避免平行奇异的“工作模式”的一个合适的选择，从而导致更大的重复。针对混合机械手的优化设计，分析了不同结构尺寸（例如连杆长度）对运动学和力学性能的影响。
2007-05-07 cs.RO
Design of Calibration Experiments for Identification of Manipulator Elastostatic Parameters
Ecole des mines de Nantes（南特矿业学院）；Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与网络科学研究所）；Centre National de la Recherche Scientifique（法国国家科学研究中心）；Université de Nantes（南特大学）
研究了用于复合材料大尺寸零件精密加工的工业机器人的弹性静力学标定问题。在该工艺过程中，机器人和工件之间的相互作用导致机械手部件的必要弹性偏转，该机械手部件应当由机器人控制器使用该机构的相关弹性静力学模型来补偿。为了估计该模型的参数，应用了基于非线性实验设计理论的先进校准技术，该技术被用于该特定应用。与以往的工作相比，它提出了一个自定义的测试姿态的概念，这是用来评估校准实验质量。在这个概念的框架中，相关的优化问题的定义和数值例程的开发，这允许生成最佳的一组机械手配置和相应的力/扭矩为给定数量的校准实验。还考虑了一些特定的运动学约束，这确保了所获得的配置的校准实验的可行性，并允许避免机器人操作器和测量设备之间的碰撞。所开发的技术的效率示出了一个应用程序的例子，处理用于基于机器人的加工的串行机械手的弹性静力学校准。
2012-11-25 cs.RO
Calibration of 3-d.o.f. Translational Parallel Manipulators Using Leg Observations
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）；Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics（白俄罗斯信息与无线电电子大学）
提出了一种新的准各向同性并联机构几何模型标定方法。它基于在特定测试姿势之间的运动期间对操纵器腿平行度的观察，并采用由连接到通用磁性支架的标准比较器指示器组成的低成本测量系统。当机械手沿笛卡尔轴移动TCP时，它们顺序地用于测量相关腿位置的偏差。使用测量的差异，开发的算法估计的关节偏移和腿的长度被视为最重要的参数。实验结果证实了所提出的校准技术的有效性。
2009-10-30 cs.RO
Efficient Kinematic Planning for Mobile Manipulators with Non-holonomic Constraints Using Optimal Control
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
研究了具有非完整约束和完整操作空间跟踪约束的移动机械臂运动学轨迹规划问题。通过求解约束序列线性二次型最优控制问题，得到了系统的整体轨迹和时变运动反馈控制器。所采用的算法具有高效率，通过一个连续的时间制定，受益于自适应步长积分器和通过线性复杂度的积分步骤的数量。在第一个应用程序的例子中，我们解决了26自由度轮式机器人的运动轨迹规划问题。在第二个例子中，我们将约束SLQ应用到现实世界中的移动机械手在滚动时域最优控制的方式，在那里我们获得最优的控制器和计划的速率高达100 Hz。
2018-01-16 cs.RO
Definition sets for the Direct Kinematics of Parallel Manipulators
Institut de Recherche en Cybernétique de Nantes（南特控制论研究所）；École Centrale de Nantes（南特中央理工学院）；Université de Nantes（南特大学）
本文的目的是描述的唯一域的工作空间的并联机器人，以及他们的形象在关节空间。在[Borrel 86]中为串联机械手引入的方面的概念被重新定义为这样的并联机械手。然后，它示出，它是可能的链接到直接运动学问题的几个解决方案，而不满足一个奇点，从而意味着方面是不唯一的域。额外的表面的特点，在工作空间中产生新的唯一域。空间的八叉树模型用于计算关节空间、工作空间和所有其他新定义的集合。本文以3-RPR平面并联机器人为例进行了研究。
2007-05-07 cs.RO
Predictive Kinematic Coordinate Control for Aerial Manipulators based on Modified Kinematics Learning
College of Computer Science and Technology, Zhejiang University（浙江大学计算机科学与技术学院）；Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Optoelectronics（西湖光电研究院）
本文研究空中机械臂的运动学协调控制问题，提出包含基于学习的修正运动学模型和基于权重分配的MPC方案的预测控制方法，显著提升精度并满足更多任务需求。
2025-03-04 cs.RO
Kinematic Control of compliant serial manipulators composed of dual-triangles
Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes（南特数字科学实验室）；Ecole Centrale Nantes（南特中央理工学院）；IMT Atlantique（IMT大西洋）；Innopolis University（因诺波利斯大学）；Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)（法国国家科学研究中心）
研究了一种新型双三角形弹性段柔性串联机械臂的运动学控制问题。采用一些有用的优化技术来解决几何冗余问题，确保相对于施加到末端效应器的外力/力矩的机械手配置的稳定性。仿真结果证实了所开发的控制算法的有效性。
2021-02-19 cs.RO
Compensation of compliance errors in parallel manipulators composed of non-perfect kinematic chains
Institut de Recherche en Communications et Cybernetique de Nantes（南特通信与控制论研究所）；Ecole des Mines de Nantes（南特国立高等矿业学校）；University of Agder（阿格德大学）
研究了并联机器人在外部载荷作用下的柔顺误差补偿问题。所提出的方法是基于非线性刚度建模，并减少到一个适当的调整的目标轨迹。与以往的工作相比，除了由加工力引起的顺应性误差，在运动链中的不准确性引起的装配误差的问题被认为是。以双圆弧铣削槽为例，说明了该方法的优越性和实际意义。
2012-04-08 cs.RO
Degeneracy study of the forward kinematics of planar 3-RPR parallel manipulators
研究了平面3-RPR并联机器人正运动学退化的两种情况。这些情况以前没有处理过。当三个输入关节变量r1、r2和r3满足一定关系时，出现第一退化。这种简并性产生t中特征多项式的二重根，这可能被错误地解释为两种聚结组装模式。但是，与非退化情况不同的是，这个二重根产生平台位置坐标（x，y）的两组解。在第二种情况下，我们表明，正运动学退化在整个关节空间，如果基地和平台三角形是全等的和平台三角形旋转180度左右的一个方面。对于这些“退化”的机械手，这是第一次定义，正运动学减少到解决一个三次多项式和二次方程的顺序。这样的机械手构成，反过来，一个新的家庭的分析平面机械手，将更适合于工业应用。
2007-07-15 cs.RO
An Optimization-Based Inverse Kinematics Solver for Continuum Manipulators in Intricate Environments
针对高自由度连续体机械臂在多障碍复杂环境中的逆运动学难题，提出一种融合避障及长度、方向等约束的基于优化的IK求解器，仿真验证其灵活、高效、鲁棒且延迟可接受。
2024-10-27 cs.RO
A Systematic Approach to Computing the Manipulator Jacobian and Hessian using the Elementary Transform Sequence
Australian Centre for Robotic Vision（澳大利亚机器人视觉中心）；Queensland University of Technology（昆士兰科技大学）
初等变换序列（ETS）提供了一种描述任何串联连杆机械手运动学的通用方法。ETS符号直观且易于理解，同时避免了Denvit-Hartenberg框架分配的复杂性和局限性。在本文中，我们描述了一个系统的方法来计算机械手雅可比矩阵和海森（微分运动学）使用ETS符号。微分运动学在数字运动学逆运动学、运动控制、可操作性控制等方面有着广泛的应用。此外，我们提供了一个开源Python库，它实现了我们的算法，并且可以与任何串行链接操纵器接口（可在github.com/petercorke/robotics-toolbox-python上获得）。
2020-10-17 cs.RO
Development of Direct Kinematics and Workspace Representation for Smokie Robot Manipulator & the Barret WAM
The University of Tennessee（田纳西大学）
本文讨论了两个6自由度手臂机器人的建模。机器人建模的第一步是建立其Denavit-Hartenberg参数。它需要为每个链接分配适当的坐标并找到它们的确切尺寸。在这个项目中，我们将开发两个机械手的正运动学和工作空间表示：烟雾机器人和巴雷特WAM。在求出D-H参数并建立变换矩阵后，利用MATLAB编程实现了它们的变换。
2017-07-18 cs.RO
Design, Kinematics, and Deployment of a Continuum Underwater Vehicle-Manipulator System
Stevens Institute of Technology（史蒂文斯理工学院）
本文提出了一种配备连续体机械臂的新型水下车辆-机械臂系统（UVMS），推导其运动学模型，利用加权最小范数解和梯度投影法优化轨迹，并通过仿真和实验验证了遥操作与自主控制性能。
2024-08-26 cs.RO
Robust algorithm for calibration of robotic manipulator model
Ecole des Mines de Nantes（南特矿业学院）；IRCCyN（南特通信与控制研究所）；École Nationale d’Ingénieurs de Metz（梅斯国立工程师学院）；LCFC-ENSAM ParisTech Metz（ENSAM巴黎高科梅斯实验室）；University of Nantes（南特大学）
研究了机械臂几何参数和弹性静力参数的鲁棒辨识问题。重点研究了辨识算法效率的提高。为了提高辨识精度，提出了采用加权最小二乘法的方法，该方法采用了一种新的加权系数分配算法。后者允许考虑在不同方向和整个机器人工作空间中测量系统精度的变化。通过工业机器人弹性静力学标定的应用实例说明了该方法的优越性。
2013-11-26 cs.RO
Kinematics and Workspace Analysis of a Three-Axis Parallel Manipulator: the Orthoglide
Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics（白俄罗斯信息与无线电电子大学）；Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
本文讨论了三自由度并联机构的运动学和几何学方面的问题。该机器由三个固定的线性关节，这是正交安装，三个相同的腿和一个移动平台，它在笛卡尔x-y-z空间移动与固定的方向。提出了解决逆/正运动学的新解决方案，并进行了详细的工作空间和奇异性分析，同时考虑到特定的关节极限约束。
2007-08-27 cs.RO
Manipulator Differential Kinematics: Part 2: Acceleration and Advanced Applications
本文是机械臂微分运动学教程的第二部分，建立了二阶微分运动学并定义机械臂海森矩阵，探讨了高级速度控制、带约束的数值逆运动学及逃离奇异点等应用，并提供了基于Python的Jupyter Notebooks实现。
2023-05-16 cs.RO
Uniqueness Domains in the Workspace of Parallel Manipulators
École Centrale de Nantes（南特中央理工学院）；Université de Nantes（南特大学）
本文研究了并联机器人的新运动学特征。众所周知，并联机器人通常允许几个直接运动学解用于给定的一组输入关节值。本文的目的是描述的唯一域的工作空间的并联机器人，以及他们的形象在关节空间。研究的重点是最常见的情况下，并联机器人只有一个逆运动学解。在[Borrel 86]中为串联机械手引入的方面的概念被重新定义为这样的并联机械手。然后，它表明，它是可能的链接到正向运动学问题的几个解决方案，而不会遇到一个奇点，从而意味着方面是不是唯一域。一组额外的表面，即特征表面，其特征在于将工作空间划分为基本区域并产生新的唯一域。本文以3-RPR平面并联机器人为例进行了研究。空间的八叉树模型用于计算关节空间、工作空间和所有其他新定义的集合。
2007-05-07 cs.RO
Kinematic Analysis of a Family of 3R Manipulators
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
列举了一类3-回转（3R）定位机械手的工作空间拓扑。工作空间的特点是在一个半横截面的奇异曲线。工作空间拓扑由出现在这些奇异曲线上的尖点的数量定义。设计参数空间被划分为五个域，所有的机械手具有相同数量的尖点。每个分离面都以DH参数的显式形式给出。作为本文工作的一个应用，我们给出了一个3R正交机械臂是尖点的充要条件，即在不遇到奇异点的情况下改变姿态。该条件被设置为DH参数中的显式表达式。
2007-07-15 cs.RO
Planning and Inverse Kinematics of Hyper-Redundant Manipulators with VO-FABRIK
Univ. Louisiana at Lafayette（路易斯安那大学拉斐特分校）；Univ. Verona（维罗纳大学）；Hibot Corp.（Hibot公司）
针对超冗余机械臂逆运动学求解难题，提出融合FABRIK与速度障碍思想的VO-FABRIK算法，可在约束下实现确定性IK计算与路径规划，在19关节工业机械臂上验证了其优于现有求解器的性能。
2024-03-08 cs.RO
Geometric Jacobians Derivation and Kinematic Singularity Analysis for Smokie Robot Manipulator & the Barrett WAM
The University of Tennessee（田纳西大学）
本文讨论了两个六自由度手臂机器人的几何雅可比矩阵的推导和运动学奇异点的识别与分析。首先，我们展示了这两个手臂的正向运动学和D-H参数。计算Barrett WAM和Smokie OUR的几何雅可比矩阵。通过分析雅可比矩阵，我们找到了J是秩亏的配置，并通过雅可比行列式推导出运动学奇点。提供了示意图来显示这两个机器人的奇异配置。最后，对7自由度Barrett WAM的冗余运动学配置方案进行了综述.
2017-07-18 cs.RO
Redundancy Resolution in Kinematic Control of Serial Manipulators in Multi-Obstacle Environment
IMT Atlantique Bretagne Pays de la Loire（大西洋布列塔尼卢瓦尔河国家高等矿业电信学校）；Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)（法国国家科学研究中心）
研究了一种由多个张拉整体组成的串联机械臂在多障碍物环境中运动时的冗余度分解问题。将一般问题分解为两个子问题，分别处理机器人末端执行器的无碰撞路径规划和机器人本体的无碰撞运动规划。第一个问题用离散动态规划求解，第二个问题用混合线性等式/非等式约束的二次规划求解。所提出的技术的效率是通过模拟确认。
2021-08-02 cs.RO
Predicting Impact-Induced Joint Velocity Jumps on Kinematic-Controlled Manipulator
CNRS-University of Montpellier LIRMM（法国国家科学研究中心-蒙彼利埃大学信息、机器人与微电子实验室）；CNRS-AIST Joint Robotics Laboratory（法国国家科学研究中心-产业技术综合研究所联合机器人实验室）
针对机器人冲击任务中常用方法预测关节速度跳变误差大的问题，提出避免对病态矩阵求逆并计算复合刚体等效惯性特性的方法，在 Panda 基准上将平均预测误差降低 81.98%。
2022-02-25 cs.RO
Automatic Calibration of a Robot Manipulator and Multi 3D Camera System
Oslo University Hospital（奥斯陆大学医院）；University of Oslo（奥斯陆大学）
随着3D传感变得越来越便宜，能够与人类安全合作的环境感知和视觉引导机器人手臂将变得普遍。然而，需要可靠的校准，无论是相机内部校准，还是眼到手校准，以确保整个系统正常工作。我们提出了一个框架，使用一种新颖的组合，以及证明的方法，允许快速自动校准的集成系统组成的机器人和不同数量的3D相机，通过使用标准的棋盘格校准网格。我们的方法允许在设置发生任何变化后快速进行相机到机器人的重新校准，例如当相机或机器人重新定位时。系统的模块化设计确保了所使用的传感器数量以及不同硬件选择的灵活性。该框架已被证明是工作的实际实验，以分析校准的质量与用于每个校准程序的棋盘的位置的数量。
2016-10-12 cs.RO
Kinematic and Dynamic Analyses of the Orthoglide 5-axis
Institut de Recherche en Communication et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
本文对一种五自由度的十字滑块五轴机械手进行了运动学和动态分析。它来自两个操纵器：i）三轴的三轴平移操纵器; ii）敏捷眼;平行的球形手腕。首先，建立了五轴联动机器人的运动学和动力学模型。机械手的几何参数和惯性参数通过CAD软件确定。然后，所需的电机性能进行评估，一些测试轨迹。最后，从前面的结果中选择目录中的电机。
2008-09-18 cs.RO
An Exhaustive Study of the Workspace Topologies of all 3R Orthogonal Manipulators with Geometric Simplifications
本文分析了至少有一个DH参数为零的三回转正交机器人的工作空间。这些机械手被分为不同的组具有相似的运动学特性。分类标准基于工作空间的拓扑结构。每个组进行评估，根据有趣的运动学特性，如工作空间子区域的大小可达到四个逆运动学解决方案，存在和大小的空隙，和可行的路径在工作空间中的区域的大小。
2007-07-24 cs.RO
The Isoconditioning Loci of Planar Three-DOF Parallel Manipulators
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）；McGill University（麦吉尔大学）
本文的研究对象是一类特殊的并联机器人。首先，我们分析了一个家庭的三个自由度的机械手。在关节速率矢量和笛卡尔速度矢量之间的运动学关系中出现了两个雅可比矩阵，称为“逆运动学“和“正运动学”矩阵。这些矩阵的奇异配置进行了研究。然后研究了各向同性配置的基础上的特征长度的这个机器人。计算所有雅可比矩阵的等条件轨迹，以定义一个全局性能指标来比较不同的工作模式。
2007-05-09 cs.RO
Dynamically Efficient Kinematics for Hyper-Redundant Manipulators
Computer Science and Engineering Department, University of South Carolina（南卡罗来纳大学计算机科学与工程系）；Department of Mechanical Engineering, National Technical University of Athens（雅典国立技术大学机械工程系）
超冗余机器人臂是具有许多自由度的操纵器，能够在具有较少自由度的机器人臂无法操作的杂乱环境中执行任务。本文介绍了一种新的建模方法，这些机械手在一个完全的动力学的方式。所提出的方法使在线的运动结构的变化与使用一个特殊的功能，称为“元控制功能”。该功能可用于制定策略，以大幅降低单个任务的计算成本，并鲁棒地控制机器人手臂，即使在部分损坏的情况下。正向和逆运动学解决了一个通用的三维铰接超冗余臂，可以用作更具体的结构的概念证明。为了证明我们的方法的鲁棒性，实验模拟结果，一个基本的“元控制”功能，。
2018-03-10 cs.RO
An Algorithm for Computing Cusp Points in the Joint Space of 3-RPR Parallel Manipulators
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
提出了一种3-RPR平面并联机器人关节空间尖点的检测与计算算法。在机械手运动学中，尖点是机械手奇异曲线上的一种特殊点。3-RPR并联机器人装配模态的非奇异变化与尖点的存在有关。在这些点中的每一点处，三个直接运动学解重合。在文献中，建立了存在三个重合的运动学正解的条件，但从未被利用，因为涉及的代数太复杂而无法求解。本文提出的算法求解该方程，并检测这些机械手的关节空间中的所有尖点。
2007-05-10 cs.RO
An Exhaustive Study of the Workspaces Tolopogies of all 3R Orthogonal Manipulators with Geometric Simplifications
IRCCyN, Institut de Recherche en Communications et Cybernetique de Nantes（南特通信与控制研究所（IRCCyN））；McGill University（麦吉尔大学）
本文提出了一种三回转正交机器人的分类，至少有一个他们的DH参数等于零。这种分类基于其工作空间的拓扑结构。工作空间的特点是在一个半横截面的奇异曲线。工作空间拓扑由出现在这些奇异曲线上的尖点和节点的数量定义。机械手分为不同的类型具有相似的运动学特性。每种类型的评估，根据有趣的运动学特性，如工作空间是否完全达到四个逆运动学解决方案或没有，存在的空隙，和连续的轨迹在工作空间中的可行性。研究发现，多个正交机械臂具有“良好连通”的工作空间，即它们的工作空间是完全可达的，具有四个逆运动学解，并且任何连续轨迹都是可行的。这一结果是感兴趣的替代机械手几何形状的设计。
2007-08-28 cs.RO
Kinova Gen3-Lite manipulator inverse kinematics: optimal polynomial solution
École de technologie supérieure（高等技术学院）
本文提出了Kinova Gen 3 Lite机器人运动学逆问题的多项式解法。该串联机器人基于6 R运动链，并且没有腕部分区。我们首先从正运动学方程提供的位置和方向的末端执行器，最后，一元多项式方程作为第一关节变量$θ_{1}$的函数。剩余的关节变量通过回代计算。因此，对于单变量方程的每个根，获得关节位置的唯一集合。数值例子，在ROS（机器人操作系统）模拟，给出验证结果，这是比较与MoveIt！and with the actual实际robot机器人.还提出了一个程序来选择一个最佳的姿态的机器人。
2021-02-01 cs.RO
The Isoconditioning Loci of A Class of Closed-Chain Manipulators
Institut de Recherche en Cybernétique de Nantes（南特控制论研究所）；École Centrale de Nantes（南特中央理工学院）；McGill University（麦吉尔大学）
本文研究的对象是一类特殊的闭链机器人。首先，我们分析一族二自由度五杆平面连杆机构。两个雅可比矩阵出现在关节速率和笛卡尔速度矢量之间的运动学关系中，它们被称为"逆运动学"和"正运动学"矩阵。它表明，在工作空间的点的轨迹，其中的条件数的直接运动学矩阵保持不变，即，等条件轨迹是在锁定连杆机构的中间接头时获得的四杆连杆机构的联接器点。此外，如果两个驱动转动体的中心线作为第三个驱动转动体的轴线，则得到一个三自由度的混合机械手。该机械手的等条件轨迹是由二自由度机械手的等条件曲线生成的回转面，其对称轴是第三驱动回转体的对称轴。
2007-07-13 cs.RO
Kinematic Reward, Measured Effort: Hardware-Validated RL Morphology Optimization of a Planar 2R Manipulator
Indian Institute of Technology Roorkee（鲁基印度理工学院）
本文提出基于RSL-RL PPO的强化学习框架，以Yoshikawa可操作性指数为奖励优化2R SCARA机械臂形态，经硬件验证可显著降低关节负载。
2026-10-14 cs.RO
Obstacle- and Occlusion-Responsive Visual Tracking Control for Redundant Manipulators using Reachability Measure
Samsung Electronics（三星电子）；Korea Institute of Science and Technology（韩国科学技术研究院）
针对冗余机械臂多任务控制易触发运动学极限导致跟踪或避障失败的问题，提出一种结合可达性测度的优化型视觉跟踪控制方法，经仿真与硬件实验验证了该测度的有效性。
2023-11-06 cs.RO
Multimodal Control of Manipulators: Coupling Kinematics and Vision for Self-Driving Laboratory Operations
1 Department of Electronics Systems, Aalborg University, Denmark；3 Extreme Robotics Laboratory, School of Metallurgy \& Materials, University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
本文提出三种基于雅可比方法的运动规划方案，结合RRT*算法和螺旋理论，用于优化冗余机械臂与耦合手指夹具的轨迹规划与逆解计算，以提升实验室自动化操作的效率与精度。
2025-12-03 cs.RO
Kinematic Analysis and Integration of Vision Algorithms for a Mobile Manipulator Employed Inside a Self-Driving Laboratory
本文针对自主驾驶实验室中的移动机械臂，提出基于DH运动学建模与逆运动学求解，并集成特征检测与单应性姿态估计的视觉算法，实现纹理物体可靠抓取，提升自主操作与人机协作能力。
2025-10-21 cs.RO
Inverse Kinematics, Identification, RIC-based Control, and implementation of an Aerial Manipulator
Egypt-Japan University of Science and Technology（埃及-日本科学技术大学）
本文对一种新型空中操作系统进行了逆运动学分析和参数辨识。该系统由连接到四旋翼底部的2连杆机械手组成。这个新系统提出了一个解决方案，在目前的四旋翼操纵系统中发现的局限性。通过导出逆运动学，可以设计控制器，使得可以跟踪期望的末端执行器位置和取向。为了研究所提出的系统的可行性，一个四旋翼有足够高的有效载荷，以增加2连杆机械手的设计和建造。介绍了该系统的实验装置，并进行了转子参数的实验。它的参数被识别用于所提出的系统的仿真和控制器设计。基于牛顿-欧拉法对系统动力学进行了简要推导。所提出的系统的控制器的鲁棒内环补偿器（RIC）的基础上设计的模糊模型参考学习控制（FMRLC）技术，这是以前设计和测试所提出的系统相比。这些控制器进行了测试，以提供系统的稳定性和轨迹跟踪的影响下，采摘以及放置有效载荷和改变操作区域的影响下。仿真框架在MATLAB/SIMULINK环境下实现。仿真结果表明了逆运动学分析和控制方法的有效性。
2020-04-12 cs.RO
Collision-Free Kinematics for Redundant Manipulators in Dynamic Scenes using Optimal Reciprocal Velocity Obstacles
Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）；University of Maryland at College Park（马里兰大学帕克分校）
提出了一种新的多机器人共享工作空间运动学无碰撞算法。我们的优化为基础的方法，同时处理碰撞的基础上的倒数速度障碍和逆运动学的高自由度机械手的约束的无约束。我们提出了一种有效的方法，粒子群优化的基础上，可以产生无碰撞配置的每个冗余机械手。此外，我们的方法可以用来计算安全和无振荡的轨迹在几毫秒。我们强调了我们的算法的实时性能，多个巴克斯特机器人与14自由度的机械手在工作空间中的动态障碍。视频可在https://sites.google.com/view/collision-free-kinematics上获得
2019-03-09 cs.CG cs.RO
Kinematic calibration of Orthoglide-type mechanisms from observation of parallel leg motions
École des Mines de Nantes（南特矿业学院）；Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
本文提出了一种新的并联机器人的标定方法，允许有效地识别关节偏移使用的机械手腿平行度相对于基础表面的意见。该方法采用了一个简单的和低成本的测量系统，该系统评估的腿的位置在运动过程中，假设保持腿的平行度的机械手参数的标称值的偏差。使用所测量的偏差，开发的算法估计被视为最重要的参数被识别的联合偏移。实验结果证实了所提出的校准方法的有效性和开发的数值算法的效率。对测量方法的灵敏度和标定精度进行了研究。
2009-09-21 cs.RO
Estimation and Control of Tensegrity Manipulator Kinematics based on Strut Inclination Angles
Kyushu Institute of Technology（九州工业大学）
针对张拉整体连续体机械臂，提出基于支柱倾角和IMU的降阶模型与优化方法，实现实时形状估计与PI姿态控制，首次在足尺机械臂上实验验证。
2026-09-22 cs.RO
Stable Tracking-in-the-Loop Control of Cable-Driven Surgical Manipulators under Erroneous Kinematic Chains
Department of Electrical and Computer Engineering, University of California San Diego（电子工程与计算机科学系，加州大学圣地亚哥分校）；Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of Tennessee Knoxville（电子工程与计算机科学系，田纳西大学基洛纳分校）
针对缆驱动手术机械臂运动学链中视野外误差导致控制不稳定的问题，提出可证明稳定的跟踪在环控制器，并集成到双层控制方案中，经仿真与实物验证，为自主手术过渡提供关键见解。
2025-07-08 cs.RO
Kinematic analysis of a 3-UPU parallel Robot using the Ostrowski-Homotopy Continuation
University of Tehran（德黑兰大学）
并联机器人正运动学分析是并联机器人实际应用的基础。对于大多数并联机器人来说，运动学正解是一个挑战。本文首次提出了一种快速有效的同伦延拓方法--Ostrowski同伦延拓法，用于求解并联机器人的正运动学和逆运动学问题。与传统的数值迭代法相比，该方法具有不依赖初值、效率高、只需改变辅助同伦函数就能无发散地求出方程的所有解等优点。对3-UPU并联机器人的运动学正解问题进行了数值算例和仿真，得到了16个实解。结果表明，该方法比传统的同伦延拓方法如牛顿同伦方法更快速、有效。结果表明，与牛顿同伦相比，Ostrowski同伦减少了80- 97%的计算时间，并具有更高的解的精度。
2016-09-28 cs.RO
Path placement optimization of manipulators based on energy consumption: application to the orthoglide 3-axis
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
研究了基于能量消耗的机械手最优路径配置问题。它提出了一种方法来确定一个给定的测试路径的最佳位置内的工作空间的机械手，同时考虑到几何，运动学和动力学约束的驱动器所使用的电能最少。最后以三平移并联机床为例，对该方法进行了验证。
2009-10-21 cs.RO
AI-Enhanced Kinematic Modeling of Flexible Manipulators Using Multi-IMU Sensor Fusion
Department of Automation Technology and Mechanical Engineering at Tampere University（塔尔皮奥大学自动化技术与机械工程系）
提出一种融合多IMU、PSO优化互补滤波与RBFNN残差补偿的柔性机械臂位姿估计框架，实验证明其在垂直运动中具有高精度。
2025-10-03 cs.RO
A Unified Method for Solving Inverse, Forward, and Hybrid Manipulator Dynamics using Factor Graphs
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本文提出了一种基于因子图的求解具有开环和闭环运动链的机器人逆动力学、正动力学和混合动力学问题的统一方法。机械手动力学被认为是一个很好的研究问题，并已开发出各种不同的算法来解决每种类型的动力学问题。然而，它们不容易以统一和直观的方式解释。在本文中，我们引入因子图作为一个统一的图形语言，不仅可以解决所有类型的动力学问题，但也解释了经典的动力学算法在一个统一的框架。
2020-05-26 cs.RO
Inverse kinematics learning of a continuum manipulator using limited real time data
本文针对连续体机械臂实时训练数据不足的问题，提出基于MAML和CGAN-MAML的元学习方法，利用仿真或少量实时数据实现逆运动学学习，实验表明相对定位误差低于3%。
2024-03-27 cs.RO
Design-Informed Kinematic Control for Improved Dexterous Teleoperation of a Bilateral Manipulator System
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本文探讨了通过运动优化机器人系统的形态和配置来提高双边机器人操作任务性能的可能性。为了优化不同场景的设计，我们选择了一组代表小规模操作可变性的任务（例如拾取和放置，涉及定位和方向的任务），并跟踪运动以获得可再现的轨迹。运动学数据是通过电磁（EM）跟踪系统，而人类主体执行的任务。然后，对数据进行预处理，并用于优化双边系统的每个对称机器人手臂的形态。一旦优化，运动学控制方案用于生成具有灵巧配置的运动。沿着具有标准灵活性度量的轨迹评估灵活性。结果表明，优化后的机械臂和底座结构使机器人的灵巧性提高了10%.
2020-05-02 cs.RO
