机构、关节与结构
连杆(刚体)
连杆是机器人身体中一块结实、不会弯曲的部件——是两个关节之间那根坚硬的“骨头”。抬起你自己的手臂看看:上臂是一根连杆,前臂是另一根,手掌又是第三根。在机器人里,连杆通常是一根杆、一块板,或一块成型的金属或塑料件,无论机器人怎样用力推、怎样负重,它都保持着自己确切的形状。我们之所以称它为刚体,是因为我们把它当作一件不会弯、不会伸、也不会被压扁的东西;它上面的每一点,与其他每一点之间的距离始终不变。
连杆是机器人手臂或腿的结构积木。它们自己并不运动,只是把各个部件维持在固定的距离和角度上,好让连接它们的关节去完成运动。因为连杆的长度和形状是固定且已知的,工程师就能做干净利落的几何计算:只要知道每个关节转向了哪个方向、每根连杆有多长,就能算出机器人的手最终落在空间中的哪个位置。正是这种整齐、可预测的几何关系,才是我们假设连杆完全刚硬的全部理由——尽管真实的金属在受力时其实会有极其轻微的弯曲。
一台典型的工业机械臂有一个固定底座,接着是一根大臂连杆、一根前臂连杆和一个手腕——就像人的手臂,是由关节把几段刚性部件串接起来的。
两个关节之间的每一段刚性部件,就是一根连杆。
真实的连杆在重负荷下会有轻微弯曲;把它当作完全刚硬只是一种有用的简化,并非字面上的事实。
又称
另见