萬向節死鎖(Gimbal Lock)


  網上也有不少關於萬向節死鎖的文章,但寫的都比較繁瑣,這個問題只需知道個概念即可。

  在機器人學中這個問題一般被稱為動力學奇點(Kinematic singularity)。如圖1,可以看到連接坐標軸的有三個旋轉關節,旋轉關節1是繞X6軸旋轉的,旋轉關節2是繞Y6軸旋轉的,旋轉關節3是繞Z6軸旋轉的。我們現在可以將三個旋轉關節看成一個整體,相當於手腕,因為手腕也就是三個自由度。那么為什么把這個稱為動力學奇點呢?我們做個小小的變化,我們將整個結構繞Y6軸向外旋轉90度。這個時候旋轉關節1旋轉關節2是在一條直線上的,X6Z6是重合的。這就出現狀況了,因為我們失去了一個自由度,我們這個時候只能繞X6軸或者Y6軸旋轉,Z6軸“消失”了。

圖1

  


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