正运动学 FK:θ → 末端位姿,是单向的、好算的。
逆运动学 IK:末端位姿 → θ,反过来解一个非线性方程组——通常欠定或过定,这正是它比 FK 麻烦的根源。
右图中红色十字就是末端目标——拖它,机械臂会用阻尼最小二乘 DLS 一步一步把末端追过去。
机器人任务(抓取、焊接、画圆)总是用末端位置/姿态描述,但执行器吃的是关节角——IK 就是这中间的翻译层。
解析解一次到位、无误差,但只有平面臂、球腕等特殊结构能写出来;数值解 (DLS) 通用,靠雅可比线性化迭代,是工业界主力。
多解性(肘上/肘下)、奇异状态(伸直时雅可比退化)、不可达性(目标在工作空间外)。后面的页一一展开。