機構、關節與結構

連桿(剛體)

連桿是機器人身體中一塊結實、不會彎曲的部件——是兩個關節之間那根堅硬的「骨頭」。抬起你自己的手臂看看:上臂是一根連桿,前臂是另一根,手掌又是第三根。在機器人裡,連桿通常是一根桿、一塊板,或一塊成型的金屬或塑膠件,無論機器人怎樣用力推、怎樣負重,它都保持著自己確切的形狀。我們之所以稱它為剛體,是因為我們把它當作一件不會彎、不會伸、也不會被壓扁的東西;它上面的每一點,與其他每一點之間的距離始終不變。

連桿是機器人手臂或腿的結構積木。它們自己並不運動,只是把各個部件維持在固定的距離和角度上,好讓連接它們的關節去完成運動。因為連桿的長度和形狀是固定且已知的,工程師就能做乾淨俐落的幾何計算:只要知道每個關節轉向了哪個方向、每根連桿有多長,就能算出機器人的手最終落在空間中的哪個位置。正是這種整齊、可預測的幾何關係,才是我們假設連桿完全剛硬的全部理由——儘管真實的金屬在受力時其實會有極其輕微的彎曲。

一台典型的工業機械臂有一個固定底座,接著是一根大臂連桿、一根前臂連桿和一個手腕——就像人的手臂,是由關節把幾段剛性部件串接起來的。

兩個關節之間的每一段剛性部件,就是一根連桿。

真實的連桿在重負荷下會有輕微彎曲;把它當作完全剛硬只是一種有用的簡化,並非字面上的事實。

又稱
linkrigid body segment杆件刚性连杆