操作與抓取

形封閉

形封閉,是純靠形狀來握住物體——把它圍得嚴嚴實實,讓它完全無法移動,哪怕每個表面都滑得不能再滑。它不靠摩擦來抓握,而是讓接觸點從足夠多的方向把物體包住,使它根本無處可逃。想像一把鑰匙落進與之吻合的鑰匙孔形凹槽,或一根銷釘嚴絲合縫地插進配套的孔裡:它被幾何形狀困住了,就算抹上油也逃不掉。

訣竅在於把每一種可能的運動都堵死。一個懸浮在空間裡的物體能朝三個方向平移、繞三個方向旋轉;形封閉把剛性接觸點擺得讓每一條逃逸路線,都被一堵它必須穿過才能逃走的牆擋住。由於完全不計摩擦,這是一種純幾何的保證——無論表面多光滑都成立,因此它是機器人所能擁有的最鐵板釘釘的一種握持。代價是,它比靠摩擦的握法需要更多接觸點——圍住一個平面形狀至少要四個,把一個立體物體完全關住則要七個——通常得從好幾個方向把物體圍起來。

凡是不能指望摩擦的場合,形封閉就大顯身手:握住油乎乎的金屬零件、夾住在精密裝配中連一絲都不能滑動的東西,或者設計一個把工件卡在機床上的夾具。它就像「相信一個有力的捏」和「相信一個嚴絲合縫的籠子」之間的差別。每當一次打滑就會毀掉整件活,機器人和工廠的夾具都會用上它。

一顆螺栓嵌在嚴絲合縫的六角套筒裡,就處於形封閉:六個平面的壁阻止螺栓轉動或滑動,於是即便金屬上了油、滑溜溜的,它也紋絲不動。

僅靠形狀就把物體困住——不需要任何摩擦。

形封閉靠幾何把物體關住、不計摩擦;力封閉則把摩擦算進來,因此常常用更少的接觸點就能握住。

又稱
form-closure graspgeometric closure形闭合