機器人工作空間

機器人的工作空間，是它的作業末端真正搆得著的整片空間——也就是它的手、夾爪或工具能夠到達的所有位置組成的、看不見的「氣泡」，而且到達時機器不會把自己扯散。想像你站在原地把手臂四下揮動：指尖能觸到的那塊彎曲體積，就是你個人的工作空間。機器人也有完全相同的限制，由它各段有多長、每個關節能擺動多大範圍共同決定。氣泡之內的它都能服務；氣泡之外的它根本搆不著，無論怎麼巧妙地扭轉都不行。

工程師把這個氣泡分成內外嵌套的兩層。較大的一層叫可達工作空間：末端至少能以某一種方式觸到的所有點。藏在裡面較小的一層叫靈巧工作空間：末端能從任意方向、以你想要的任何角度到達的那些點。這個區別在實踐中很要緊。一台焊接機器人也許能碰到遠處的角落（可達），但焊槍只能指向錯誤的方向，於是它其實沒法在那裡完成焊接（不靈巧）。在可達氣泡的最邊緣，手臂幾乎被拉成一條直線，幾乎完全失去重新調整朝向的能力，這正是有用的工作都安排在氣泡內側、而不是在伸展極限的指尖處的原因。

弄清工作空間的形狀，是設計者最先要搞明白的事情之一，因為它決定了機器人能擺在哪裡、能承接哪些活兒。形狀完全取決於機器人的構造：SCARA 手臂劃出一塊扁平的冰球狀區域，經典的六關節手臂掃出一層圓潤的中空殼體，而 Delta 機器人則佔據其作業面上方一個淺淺的穹頂。工廠工作單元布置得好，每一個要處理的零件都落在靈巧區裡；布置得差，機器人就會一直在極限處吃力、停頓，甚至拒絕執行動作。