機構、關節與結構
運動鏈
把若干連桿用關節串接起來,你得到的就是運動鏈——一整串相連的堅硬部件,以及它們之間那些可活動的連接。單獨一根連桿只會呆在那裡;把幾根連桿用關節串在一起,你就有了一個能伸、能屈、能擺姿勢的機構。機械臂就是一條運動鏈:底座,接著一個關節,再接一根連桿,再一個關節,再一根連桿,如此一路延伸到手。這條鏈就是機器人整副機械骨架,由兩樣基本材料搭成——剛性的連桿,以及讓它們運動的關節。
連桿和關節的排列順序與種類,決定了這條鏈能做的一切。每個關節添上一種運動方式,每根連桿又把那運動向外多帶固定的一段距離,於是整條鏈就決定了它最遠的那一端能走到哪裡、能擺成什麼朝向。工程師只要按順序把關節列出來就能描述一台機械臂,比如 RRP——轉動、轉動、移動——一眼就能看出它是怎麼彎、怎麼滑的。
運動鏈有兩種形態。開鏈是一條帶著自由端的單線連桿,就像一條伸向空中的手臂——靈活、夠得遠,但略顯軟晃。閉鏈則繞回自身,讓連桿圍成一個環,就像由幾根支桿組成的三角形——硬得多、也強得多,但可動的自由度更少。我們熟悉的機械臂大多是開鏈;許多高精度、重負載的機器則用閉鏈。
用手指從機械臂被固定的底座一路描到它的夾爪:你經過的每一段剛性部件、每一個關節,都是這同一條運動鏈上的一節。
從底座到夾爪,連桿與關節交替排列——這就是運動鏈。
開鏈末端有一個自由的尖端,比較靈活;閉鏈繞回自身,更堅硬卻不那麼靈活。
又稱
另見