最先进的机械臂为什么是7个自由度,而不是

目前用的至多的产业呆板人，正常都是六轴的，然而近来推出来的人机联合呆板臂，却有7个解放度，一向想不清楚为甚么。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）有几个解放度？才发掘，本来7个解放度是对人手臂的可靠复原。

人的手臂（腕关节到肩关节）有几个解放度？我想绝大部份人都没有想过，更别说去懂得有哪几个解放度，假使是学工科的人，也未必能诠释通晓。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，禁不住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，然而楼上几个谜底一眼看去都看不懂。不是黑，而是感应对非专科人士来讲不好懂得。我来尽可能用浅显的言语诠释一下。

首先，题目的谜底是：数一下就好了啊！

7个解放度。

有人问5，6是不是相同的。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改变；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个解放度，而不是8个也不是6个，也许是由于天主特别懂呆板人节制，上面尽可能简略地先容一下。

首先先容一个定理：

6个解放度的呆板手，在空间中无奈在坚持末尾机构的三维地方固定的情形下从一个构型变幻到另一个构型。

这个定理乍一看很不好懂得，也许琢磨一个更简略的情形：

在这张图上，一个呆板人的手臂由基座、两个关节、两根接连件形成（设想把一个圆规翻开，尔后把一端用手指捏住）。

求教咱们也许把呆板人在坚持上部末尾机构在平面上地方固定的情形下，从“lefty”这个形态扭到“righty”这个形态吗？

谜底是不成的，不论何如动两个关节，挪移进程中末尾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。

相同地，一个6解放度的呆板手，假使某两组构型对应的末尾机构的三维地方不异，呆板手在从一个构型挪移到另一个构型的时分无奈坚持末尾机构一向不动。

倘若有人在电视里看过产业呆板人焊东西的话，就会发掘它在统一个地方焊接的时分，片时儿全面扭到这儿，片时儿全面扭到那儿，看起来特别酷炫的形态。

究竟上这么做可是由于，假使焊接可是想改观末尾机构的朝向，而不改观末尾机构的地方，然而由于定理的束缚，它必需求往撤退一些，尔后百般扭，本领保证在挪移末尾机构的朝向的进程中不会撞到东西，由于挪移的时分末尾机构的三维地方确定会乱动。倘若它也许敷衍转一点点就也许抵达宗旨，还费谁人力量酷炫地全体都转起来干啥……

而多了一个解放度之后就不相同了。

想想开门时拧钥匙的行为，这个情形下是人胳膊的末尾机构（手）的三维地方没有变（一向在钥匙孔前），然而末尾机构（手）的三维转机变了（转机了钥匙）。人也许完成这个简略的行为，即是由于咱们的胳膊有7个解放度。

说到这边，看官也许会看出来了，哎我懂了，我的末尾机构有6个解放度（三维地方，三维转机），而胳膊做为一个呆板手，有7个解放度，这两个解放度似乎说的不是一回事，然而数目上7-6=1，因此这1个解放度我能拿来拧钥匙。

倘若天主把咱们的胳膊打算成6个解放度的话，人拧钥匙的行为确定会特别夸诞。众人也许在拧钥匙的时分不要转手腕，感应一下。

那末为甚么不再多给咱们一些解放度呢？

由于解放度越多，呆板手刚性越差。倘若咱们的胳膊有8个解放度，那末受伤的几率会更为许多。假使没有甚么生物学研讨表明这一点（全国上没有8个解放度的生物躯体），然而呆板人的研讨是也许表明这个题目的。

因此7是一个最佳的筛选。不领会圣经中把7做为最佳最圣洁的数字，一个礼拜有七天，和人的胳膊有7个解放度有没相干系。

这个谜底是不是专科有内在，同时又那末浅显易懂，好想跟大神网友说请收下我的膝盖！

End

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?来历：此文章素材来历于“知乎”

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