最好的機械臂為什么有7個自由度,而不是6個?

2020-01-10   閱讀:3350

現在用的最多的工業機器人,一般都是六軸的,但是最近推出來的人機協作機械臂,卻有7個自由度,一直想不明白為什么。直到最近看到知乎上的一個問題:人的手臂(腕關節到肩關節)有幾個自由度?才發現,原來7個自由度是對人手臂的真實還原。

   人的手臂(腕關節到肩關節)有幾個自由度?我想絕大部分人都沒有想過,更別說去了解有哪幾個自由度,即使是學工科的人,也未必能解釋清楚。沒想到知乎上居然有人把這個問題回答的這么專業有內涵,同時又那么有哲理,忍不住想要把這個答案分享一下。

   答案如下:

    盡量用通俗的語言解釋一下。首先,問題的答案是:數一下就行了??!

    7個自由度。

    有人問5,6是不是一樣的。5是擰鑰匙時唯一要轉動的關節,動力來自小臂兩根橈骨的扭轉;6是把鼠標放在桌面用手轉時唯一要轉動的關節,動力來自手腕的旋轉。

    至于為什么人手臂是7個自由度,而不是8個也不是6個,可能是因為上帝非常懂機器人控制,下面盡量簡單地介紹一下。

首先介紹一個定理:

    6個自由度的機械手,在空間中無法在保持末端機構的三維位置不變的情況下從一個構型變換到另一個構型。

    這個定理乍一看很不好理解,可以考慮一個更簡單的情況:

    在這張圖上,一個機器人的手臂由基座、兩個關節、兩根連接件構成(想象把一個圓規打開,然后把一端用手指捏?。?。請問我們能夠把機器人在保持上部末端機構在平面上位置不變的情況下,從“lefty”這個狀態扭到“righty”這個狀態嗎?

    答案是不行的,不管怎么動兩個關節,移動過程中末端機構的位置肯定是要變的??垂僖部梢阅脙筛P在桌子上動一動試試。

     同樣地,一個6自由度的機械手,即使某兩組構型對應的末端機構的三維位置相同,機械手在從一個構型移動到另一個構型的時候無法保持末端機構始終不動。

    如果有人在電視里看過工業機器人焊東西的話,就會發現它在同一個位置焊接的時候,一會兒整個扭到這邊,一會兒整個扭到那邊,看起來非??犰诺臉幼?。事實上這么做只是因為,雖然焊接只是想改變末端機構的朝向,而不改變末端機構的位置,但是由于定理的限制,它必須要往后退一些,然后各種扭,才能保證在移動末端機構的朝向的過程中不會撞到東西,因為移動的時候末端機構的三維位置一定會亂動。如果它能夠隨便轉一點點就可以達到目的,還費那個力氣酷炫地整體都轉起來干啥……

    而多了一個自由度以后就不一樣了。

    想想開門時擰鑰匙的動作,這個情況下是人胳膊的末端機構(手)的三維位置沒有變(始終在鑰匙孔前),但是末端機構(手)的三維旋轉變了(轉動了鑰匙)。人能夠實現這個簡單的動作,就是因為我們的胳膊有7個自由度。

    說到這里,看官可能會看出來了,哎我懂了,我的末端機構有6個自由度(三維位置,三維旋轉),而胳膊作為一個機械手,有7個自由度,這兩個自由度好像說的不是一回事,但是數量上7-6=1,所以這1個自由度我能拿來擰鑰匙。

    如果上帝把我們的胳膊設計成6個自由度的話,人擰鑰匙的動作一定會非常浮夸。大家可以在擰鑰匙的時候不要轉手腕,感受一下。

    那么為什么不再多給我們一些自由度呢?

     因為自由度越多,機械手剛性越差。如果我們的胳膊有8個自由度,那么受傷的概率會更加很多。雖然沒有什么生物學研究證明這一點(世界上沒有8個自由度的生物軀體),但是機器人的研究是可以證明這個問題的。

     所以7是一個最好的選擇。不知道圣經中把7作為最好最神圣的數字、一個星期有七天,和人的胳膊有7個關節有沒有關系。

?

Copyright ? 2020.廣州威歐特機電設備有限公司上海分公司  滬ICP備10210068號-2 

精品一卡2卡3卡4卡网站,成片一本到卡二卡三卡免费高清,一卡二卡三卡四卡高清免费,国产亚洲一卡三卡四区一卡三卡,成片不卡二卡三卡四卡免费 欧洲一卡2卡3卡4卡乱码在线| 亚洲不卡一卡2卡三卡4卡5卡直播观看| 亚洲不卡一卡2卡三卡4卡5卡免费观看| 中日韩一卡2卡三卡4卡网站免费| 成片一本二卡三卡四卡无卡免费高| 精品一卡2卡3卡四卡国色天香| 成片一卡二卡≡卡四卡免费视频| 国产AV一卡2卡三卡4卡| 日本一卡2卡三卡4卡免费网站| 毛1卡2卡3卡4卡免费观看| 一卡二卡三卡四卡五卡中文字幕| 国内一卡二卡三卡在线观看| 欧美不卡一卡2卡三卡4卡| 日本亚洲1卡二卡三卡2021| 国产一卡二卡三四卡看视频| 欧美日韩卡1卡2卡三卡2021| 欧美一卡2卡三卡4卡试看| 卡1卡2卡3卡4免费视频| 毛1卡2卡3卡4卡免表| 国产丝袜无码一区二区视频| 成片一卡三卡四卡免费网站| 亚洲卡一卡二新区乱码仙踪林| 欧美日韩一卡2卡3卡4卡乱码在线| 成片一卡2卡3卡四卡网站| 欧洲一本到卡二卡三卡免费乱码| 国产亚洲一卡2卡三卡4卡 乱码| 一卡二卡三卡四卡五卡免费观看| 成片2021一卡2卡三卡4卡乱码不卡| 看片一卡二卡三卡| 欧美日韩一卡二卡三卡| e本大道一卡二卡三卡四卡在线观看| 卡一卡二卡三在线视频| 一卡二卡三卡免费播放在线观看| 一卡二卡三卡四卡高清在线| 一卡二卡≡卡四卡在线高清免费| 一卡二卡三卡四卡视| 精品一卡三卡四区一卡三卡| 欧洲一卡2卡三卡4卡乱码| 成人1卡2卡3卡| 欧洲一卡二卡3卡4卡| 日本毛1卡2卡3卡4卡| 欧美日韩一卡2卡3卡4卡网站动漫| 一卡二卡三四卡高清免费| 精品卡一卡二卡三专区免费| 卡一卡二卡三免费视| 毛一卡二卡三卡四卡| 亚洲不卡一卡2卡三卡4卡5卡免费观看| 精品卡一卡2卡3卡4卡在线观看| 日本亚洲国产一区二区三区| 日本一卡二卡三卡四卡网站99| 国产一卡2卡三卡4卡免费观看| 精品一卡两卡三卡| 成片一卡二卡3卡4卡| 欧美一卡2卡三卡4卡在线| 日本一卡二卡三卡四卡观看| 手1卡2卡3卡4卡免典日韩玄列| 亚洲一卡二卡三卡四卡兔在线| 1卡2卡3卡4卡免费高清| av一卡二卡三卡免费| 无码一卡二卡三卡四卡视频版| 欧美日韩一卡2卡3卡4卡网站| 日本一卡二卡2019| 卡一卡二卡三 卡四免费观看| 日本一卡二卡三卡四卡不卡在线观看| 欧洲一卡2卡三卡4卡棋牌| 一卡二卡三四卡无卡视频| 国产一卡二卡三区| 国产亚洲一本到卡二卡三卡免费高清| 毛成片1卡2卡3卡4卡图| 亚洲精品一卡2卡三卡4卡高清| 一卡二卡三卡四卡日韩| 卡1卡2卡3国产精品| 毛成片1卡2卡3卡4卡在线观看| 成片不卡1卡2卡三卡网站导航| 国产亚洲不卡一卡2卡三卡4卡网站| e本大道一卡二卡三卡四卡在线观看| 一卡二卡三卡免费网站| 卡一卡二卡三在线入口| 成片2021卡一卡二乱码| 精品一区二卡三卡四卡分类| 成片一卡2卡3卡4卡乱码在线| 亚洲不卡一卡2卡三卡4卡5卡高清直播| e本大道一卡二卡三| 欧洲一本二卡三卡四卡无卡免费高| 毛1卡2卡3卡4卡免费看| 卡一卡二卡三卡在线观看| 中日韩一卡2卡三卡| 成片卡一卡二卡三新区| 一本到卡二卡三卡免费高清视频| 亚洲不卡一卡2卡三卡4卡5卡在线直播| 2021亚洲精品1卡2卡3卡| 国产亚洲一卡二卡≡卡四卡免费视频| 日本一卡2卡三卡4卡国色天香| 日本免费一卡二卡三卡四| 成片一卡2卡3卡四卡国色天香| 日本高清一卡二卡三卡四卡免费| 一本大道卡一卡二卡三免费| 一本到卡二卡三卡免费高清| 亚洲卡一卡二新区乱码仙踪林| 卡1卡2卡3卡4免费视频| 亚洲一卡二卡三卡四卡无卡在线播放| 欧洲免费一卡三卡四卡| 欧美一卡二卡三卡免费版| 高清一卡二卡三卡四免费| 好男人手机一卡二卡二卡| 欧洲1卡2卡3卡4卡免费高清| 一卡二卡三卡4卡| 日本一卡2卡3卡4卡无卡国产网站| 日本一卡二卡三卡四卡在线观看免费软件| 不卡一卡二卡三卡四| 欧洲一卡两卡三卡| 日本1卡2卡3卡4卡| 精品一卡2卡3卡4卡免费观看| 成片1卡二卡三卡四卡| 国产亚洲一卡二卡≡卡四卡高清乱码| 中日韩一卡2卡三卡4卡网站免费| 国产一卡2卡三卡4卡 在线观看| 精品一卡一卡高清在线观看| 亚洲一卡二卡三卡四卡无卡在线播放| 中日韩一卡2卡三卡4卡网站免费| 国产亚洲一卡2卡3卡4卡5卡视频| 日本乱码1卡二卡三卡永久| 欧美日韩一卡2卡3卡4卡网站|