自信讲堂为什么最好的机械臂是7个自由度而

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　　如今用的至多的产业死板人，个别都是六轴的，不过近来推出来的人机合做死板臂，却有7个自如度，不断想不明晰为甚么。直到近来看到知乎上的一个题目：人的手臂（腕关节到肩关节）有几个自如度？

　　才发掘，从来7个自如度是对人手臂的实在复原。

　　人的手臂（腕关节到肩关节）有几个自如度？我想绝大部份人都没有想过，更别说去知道有哪几个自如度，尽管是学工科的人，也未必能注解知道。没料到知乎上竟然有人把这个题目答复的这么专科有内在，同时又那末有哲理，不由得想要把这个谜底分享一下。答复这个题目的是知乎网友杨硕，谜底以下： 　　真话说，我对robotmanipulation仍旧挺熟的，不过楼上几个谜底一眼看去都看不懂。不是黑，而是以为对非专科人士来讲不好知道。 　　我来尽管用浅显的说话注解一下。 　　首先，题目的谜底是：数一下就好了啊！

7个自如度

　　有人问5，6是不是同样的。5是拧钥匙时仅有要转机的关节，动力来自小臂两根桡骨的挽救；6是把鼠标放在桌面用手转时仅有要转机的关节，动力来自手腕的转机。

　　至于为甚么人手臂是7个自如度，而不是8个也不是6个，也许是由于天主特别懂死板人掌握，上面尽管简明地讲解一下。首先讲解一个定理： 　　6个自如度的死板手，在空间中没法在维持末了机构的三维地方稳定的环境下从一个构型调换到另一个构型。 　　这个定理乍一看很不好知道，也许思考一个更简明的环境：

　　在这张图上，一个死板人的手臂由基座、两个关节、两根相连件组成（设想把一个圆规翻开，而后把一端用手指捏住）。

　　就教咱们也许把死板人在维持上部末了机构在平面上地方稳定的环境下，从“lefty”这个形态扭到“righty”这个形态吗？ 　　谜底是不可的，无论怎样动两个关节，挪动进程中末了机构的地方一定是要变的。看官也也许拿两根笔在桌子上动一动试试。 　　同样地，一个6自如度的死板手，尽管某两组构型对应的末了机构的三维地方不异，死板手在从一个构型挪动到另一个构型的功夫没法维持末了机构长期不动。 　　假如有人在电视里看过产业死板人焊东西的话，就会发掘它在统一个地方焊接的功夫，片刻儿周全扭到这儿，片刻儿周全扭到那处，看起来特别酷炫的形态。

　　现实上这么做不过由于，固然焊接不过想变换末了机构的朝向，而不变换末了机构的地方，不过由于定理的束缚，它务必要往撤退一些，而后各样扭，才力保证在挪动末了机构的朝向的进程中不会撞到东西，由于挪动的功夫末了机构的三维地方必定会乱动。假如它也许敷衍转一点点就也许到达目标，还费谁人气力酷炫地整个都转起来干啥…… 　　而多了一个自如度此后就不同样了。 　　想想开门时拧钥匙的行为，这个环境下是人胳膊的末了机构（手）的三维地方没有变（长期在钥匙孔前），不过末了机构（手）的三维转机变了（转机了钥匙）。人也许结尾这个简明的行为，便是由于咱们的胳膊有7个自如度。 　　说到这边，看官也许会看出来了，哎我懂了，我的末了机构有6个自如度（三维地方，三维转机），而胳膊做为一个死板手，有7个自如度，这两个自如度仿佛说的不是一回事，不过数目上7-6=1，是以这1个自如度我能拿来拧钥匙。 　　假如天主把咱们的胳膊安排成6个自如度的话，人拧钥匙的行为必定会特别夸诞。众人也许在拧钥匙的功夫不要转手腕，感觉一下。那末为甚么不再多给咱们一些自如度呢？ 　　由于自如度越多，死板手刚性越差。假如咱们的胳膊有8个自如度，那末受伤的几率会愈加不少。固然没有甚么生物学研讨证实这一点（天下上没有8个自如度的生物躯体），不过死板人的研讨是也许证实这个题目的。

原因：华夏先进制作技巧论坛

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