逆运动学计算器 返回
Robotics · IK Solver

机器人臂逆运动学计算器(2/3自由度)

根据目标位置(x,y)或(x,y,z),解析/迭代计算具有连杆长L₁·L₂·L₃的机器人臂关节角θ₁·θ₂·θ₃。实时可视化肘上/肘下解与奇异点。

参数设置
模式
连杆长度
L₁ 连杆1长度 200 mm
L₂ 连杆2长度 150 mm
L₃ 连杆3长度 120 mm
目标位置
目标 X 200 mm
目标 Y 150 mm
目标 Z 100 mm
关节限制
θ₁: ±150°, θ₂: ±170°, θ₃: ±170°
θ₁ [deg]
θ₂ [deg]
末端误差 [mm]
det(J)
可达性
奇异点距离

逆运动学解析式(2R)

由第2关节角余弦值求两解:

$$c_2 = \frac{x^2+y^2-L_1^2-L_2^2}{2L_1 L_2}, \quad s_2 = \pm\sqrt{1-c_2^2}$$ $$\theta_2 = \text{atan2}(s_2, c_2)$$ $$\theta_1 = \text{atan2}(y,x) - \text{atan2}(L_2 s_2,\ L_1+L_2 c_2)$$

可达条件:$|L_1-L_2| \le \sqrt{x^2+y^2} \le L_1+L_2$

CAE联系: 工业机器人(焊接·搬运)路径规划 / 外科手术机器人定位 / 多关节FEM分析初始姿态设置。奇异点回避是机器人控制安全设计的必要条件。