计算通用机器人的自由度丨机器人的灵活度和自由度

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人类的手臂

仔细观察一下你自己的手臂，你将很快注意到几个重要部位。首先，人类手臂的构造之巧妙令人惊奇，这是毫无疑问的。每个手臂有两个主要关节：肩部和肘部。你的肩部可以在两个平面上下来回地运动。肘部也具备在两个平面来回和上下运动的能力。

手臂上的关节和你运动它们的能力，称做自由度(DOF）。你的肩膀是2DOF的结构，肩部的转动和肩部的弯曲/伸展（肩部的弯曲是向上向前运动；肩部的伸展是向下向后运动）肘关节增加了第三和第四自由度：肘部的弯曲/伸展和肘部的转动。

机器人的手臂也有自由度，但是与人类的肌肉、筋腱、球窝关节和骨头构成的手臂不同的是，机器人手臂是由金属、塑料、木头、电磁铁、齿轮、滑轮和其他各式各样的机械元件构成的。一些机器臂只有一个自由度，另外还有3个、4个，甚至5个自由度的结构。

常见机器臂的自由度

人类解剖学给机器臂提供了一个 不太准确的参考。我们的骨头和肌肉构造提供了一种在机器臂上无法复制的运动方式。举一个最简单的例子，大多数的机器臂无法在肩部使用球状关节。在人类的手臂上，这种关节构造提供了多重自由度。在机器人版本里面，肩部运动只能复制出2个，偶尔3个独立活动的关节。

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