三大機器人的機械臂自由度為何各不相同？

OFweek機器人網訊：從太空機器人到醫療領域可見的手術機器人，機械臂都不可或缺，佔據著重要地位。那麼，不同機械臂是如何實現控制抓取呢？它與自由度有什麼關係嗎？

據悉，太空機械臂，實現類似人手臂的功能。融合了機械、電子、控制及信息等多學科技術，是一個機、電、熱、控一體化的高度集中的空間機電系統。通過搭載火箭，它能執行空間碎片清理、在軌加註與維修等空間任務。圖中為國產太空機械臂模型，我國已研製出空間機械臂，由一個臂展和6個關節組成，非常靈活，可以全方位進行目標捕獲和操作。

事實上，機械臂已有70多年歷史，誕生於20世紀40年代，目前主要應用在航天、噴漆、弧焊、醫療等。從「遨龍一號」到醫療領域可見的手術機器人，機械臂都不可或缺，佔據著重要地位。

那麼，不同機械臂是如何實現控制抓取呢？它與自由度有什麼關係嗎？

針對機械臂系統而言，一般機械臂系統主要由機械本體系統和控制驅動系統組成，對於機械臂控制系統而言，一般需要多台電機聯動來實現控制。

下面針對不同類型的機械臂，了解一下它們的自由度結構。

太空機械臂

以太空機械臂為例，一般它分為艙內機械臂和艙外機械臂兩大類。一般艙內機械臂尺寸不大。對於艙外機械臂而言，一般從幾米到幾十米。針對不同的任務需求，自由度從5個到10個不等。通過利用機械臂的定位功能，通過不同形勢手爪的使用，可以完成對於航天器艙內和艙外不同目標的拾取、搬運、定位和釋放。

工業機器人機械臂

在工業機器人領域，設計中一般採取6個自由度。前三個自由度用來確定位置，後三個來確定姿態，實現機械臂的控制。

手術機器人機械臂

在醫療領域，不同於普通機器人機械臂，手術機器人的機械臂往往需要很高的精度。手術機器人的機械臂運動過程中，機械臂必須實現平穩順滑，能夠快速響應指令。一般手術機器人結構需要根據手術環境來調整，這樣才能滿足手術的不同要求。

達芬奇外科手術機器人的系統中的每一個機械臂具有7個自由度。其中，每個微器械具有獨立的4個自由度，機械臂提供3個自由度，這樣器械末端具有7個自由度。整體來說，其具有很高的靈活性。

一般來說，隨著機械臂的自由度增加，運動靈活性會增加。但是，自由度卻並非越高越好。一般的專用機械手只有2～4個自由度，而通用機械手則多數為3～6個自由度（不包手指的抓取動作）。

TAG:OFweek光電新聞網 |

※智能機器人 VS 機械戰警，哪個更強？
※自動機械錶和手動機械錶哪個好？
※非同步電動機的旋轉原理與機械特性
※功和機械能一
※如果大腦能夠控制計算機機械臂，在大腦中不放電極，計算機能夠識別一個人的思想嗎？
※機械與機心，技術越發達，人越快樂嗎？
※機器人小胖傷人：估計就機械故障，不是「人」不開心
※「機械戰警」亮相迪拜 這些有趣的機器人你都見過嗎？
※精巧的機械動圖，直觀的機械原理，絕對漲知識！
※舊打字機零件組裝而成的機械模型，機器小鹿耍起萌也不輸人
※俗話說的好，玉不琢不成器，半機械化，人工通過磨機
※這種磁力機器人取代了傳統的機械控制，竟然只有蒼蠅般大小
※造型奇異且龐大的機械！機器人遍地！這組插畫是你想像中的未來嗎
※現在的機器人，未來還有你的位置嗎？改變生活的機械設計
※未來戰爭將會被各種遙控機器所取代，機械偵察兵無孔不入！
※純機械雙腳機器人靠慣性疾奔：比肩摩托車
※為機械臂裝上大腦的深度學習系統，史上最靈活的機械臂長這樣
※機械腕錶是男人為數不多的可以用來奢侈一把的機會之一
※一位老機械工程師的機械設計心得，絕對實用！