机器人工作空间

机器人的工作空间，是它的作业末端真正够得着的整片空间——也就是它的手、夹爪或工具能够到达的所有位置组成的、看不见的“气泡”，而且到达时机器不会把自己扯散。想象你站在原地把手臂四下挥动：指尖能触到的那块弯曲体积，就是你个人的工作空间。机器人也有完全相同的限制，由它各段有多长、每个关节能摆动多大范围共同决定。气泡之内的它都能服务；气泡之外的它根本够不着，无论怎么巧妙地扭转都不行。

工程师把这个气泡分成内外嵌套的两层。较大的一层叫可达工作空间：末端至少能以某一种方式触到的所有点。藏在里面较小的一层叫灵巧工作空间：末端能从任意方向、以你想要的任何角度到达的那些点。这个区别在实践中很要紧。一台焊接机器人也许能碰到远处的角落（可达），但焊枪只能指向错误的方向，于是它其实没法在那里完成焊接（不灵巧）。在可达气泡的最边缘，手臂几乎被拉成一条直线，几乎完全失去重新调整朝向的能力，这正是有用的工作都安排在气泡内侧、而不是在伸展极限的指尖处的原因。

弄清工作空间的形状，是设计者最先要搞明白的事情之一，因为它决定了机器人能摆在哪里、能承接哪些活儿。形状完全取决于机器人的构造：SCARA 手臂划出一块扁平的冰球状区域，经典的六关节手臂扫出一层圆润的中空壳体，而 Delta 机器人则占据其作业面上方一个浅浅的穹顶。工厂工作单元布置得好，每一个要处理的零件都落在灵巧区里；布置得差，机器人就会一直在极限处吃力、停顿，甚至拒绝执行动作。