机械手的运动学冗余自由度是指机械手拥有比它的末端所需要的自由度更多的自由度。运动学冗余自由度的机械手具有比非冗余自由度的机械手更好的性能。例如，非冗余自由度的机械手在外部环境中有障碍物时受到非常大的限制，运动学冗余自由度的机械手就能很好的完成任务。由于奇异点的存在，非冗余自由度的机械手的工作空间受到限制，运动学冗余自由度的机械手就能很好的解决这类问题。
冗余自由度的机械手在运动控制中能够优化各种性能指标，如：限制关节角度，小化机械手关节角速度、角加速度、关节力矩、能量等。因此，具有运动学冗余自由度的机械手得到了广泛的应用，其中躲避障碍物就是一个非常重要的应用。
一般来说，机械手的避障控制主要有两种方法。一种方法是在高层进行路径规划，使机械手末端通过离线路径规划来避障碍物。这种方法能够保证机械手的全局优化，但它却无法实现在线控制。另一种方法是通过机械手的控制器在线进行避障。对于在线避障的控制，许多学者都提出了自己的方法。许多算法是基于伪逆矩阵法。机械手的避障控制能够使机械手在工作过程中避开障碍物，充分发挥冗余自由度的机械手的优越性能。
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