二、无摩擦刚体捉取——抗力旋量捉取
一、抗力旋量抓取(Force Closure Grasp / Wrench Closure Grasp)
抗力旋量抓取是指在任何外部扰动下(例如,外部力或扭矩),机器人手仍能保持抓取不动。也就是说,物体与机器人手的接触可以完全抵抗外部扰动的力和力矩。这意味着通过接触点提供的力和力矩的组合能够完全覆盖任何可能的外部力和力矩,这种抓取被称为抗力旋量抓取。在数学上,抗力旋量抓取的定义是,如果所有接触点的接触力构成一个闭合的力矩空间,那么物体是稳定的,可以抵抗外部的扰动。
抗力旋量抓取的条件:
- 抓取力(接触点的力)和它们的力矩必须能形成一个完整的六维空间。即,抓取点的力和力矩需要形成一个六维空间的闭包,这样可以控制物体的所有自由度。
二、数学公式
力闭包:
设接触点的接触力和力矩分别为 𝐹𝑖 和 𝑟𝑖×𝐹𝑖,则它们必须满足以下条件:
这意味着所有接触点的力和力矩组合能覆盖整个六维空间,形成力闭包。
抗力旋量抓取
抗力旋量抓取条件要求抓取力和力矩能形成一个完整的六维空间,从而抵抗所有的外部扰动: