關節（運動副）

關節是兩根連桿之間的連接，讓它們能以受控的方式發生相對運動。沒有關節，機器人就只是一尊僵硬的雕像；正是在關節處，才發生彎曲、轉動和滑移。想想你的指關節、膝蓋，或一扇門的鉸鏈：每一個都把兩個堅硬的部件連在一起，同時只允許某一種特定的運動，而擋住其餘所有方向。工程師也把這種配對稱為運動副，因為它是兩個相互接觸、相互約束的表面。

關節大致分為兩大類，區別就在於兩個部件是怎樣接觸的。低副是在一整片共有的表面上接觸的——就像鉸鏈包住一根銷軸，或抽屜沿著導軌滑動——正是這種面接觸，給出了平滑、定義清晰的運動，比如純轉動或純滑動。高副則只沿一條線或在一個點上接觸——就像一個齒輪齒壓在另一個齒上，或一顆小球在溝槽裡滾動——這種更單薄的接觸，往往會允許更複雜的運動。大多數機器人關節都被特意做成低副，因為它們乾淨的單方向運動易於測量、易於用馬達驅動，也易於計算。

對任何關節來說，真正要緊的是：它讓一根連桿相對另一根有多少種相互獨立的運動方式——也就是它的自由度。一個簡單的鉸鏈只允許一種（它只能朝一個方向轉），而像你肩膀那樣的球窩關節則允許三種。設計者透過決定用多少個關節、每個關節是哪一類，就確定了機器人所能達到的全部姿態範圍。