运动学

灵巧工作空间

机械臂的灵巧工作空间,是一块更小、更挑剔的区域,在那里手不仅能够到某个点,还能以你想要的任意方向去够到它。在更大的可达工作空间里,机械臂只是能以某种方式碰到一个位置;而在灵巧工作空间里,它在那里享有完全的角度自由——可以把工具竖直拿着、倾斜、翻转、朝任何方向瞄准,同时一直停留在同一个位置上。

这份额外的要求十分苛刻,所以灵巧工作空间总是套在可达空间的里面,而且通常小得多——往往是靠近手臂活动范围中段的一块紧凑核心,远离那些极远、完全伸直的边缘。在边缘地带,机械臂仍能碰到东西,但只能以一个被迫锁死的角度去碰,就像伸直手臂去够高处的搁板:指尖虽然到了,可一旦到了那儿,你就没法自由转动手了。

对于那些在意朝向、而不只在意位置的任务,这块区域至关重要——拧螺栓、从瓶里倒水、焊接缝隙、引导手术器械。对这些活计来说,工件必须落在灵巧工作空间之内,因为仅仅可达还不够;手还得能以正确的姿势去面对它。

把一杯水端在你伸手可及范围的中段附近,你可以随意把它倾成任何角度。现在把它端到手臂完全伸直处:你还能让它保持水平,却再也无法自由地转动手腕了。靠近身体的那片区域,就是你的灵巧工作空间;而最远的边缘,是可达的,却不灵巧。

靠近身体时你能自由地重新瞄准杯子(灵巧);完全伸直时能够到,却无法自由转动。

许多结构简单的机械臂,灵巧工作空间非常小、甚至根本没有,尽管它们的可达工作空间很大。

又称
dextrous workspace灵巧空间靈巧空間