机器人手腕的系列分享之一

人体手腕对手臂系统的灵活性有很大的贡献，增强了灵巧性和操纵能力。然而，学术界和工业界都倾向于把更多的注意力放在手爪的开发上，而不是手腕系统的开发上。最近有研究表明，与手腕能力有限的高度灵巧终端设备相比，手腕的灵巧度增加可能对操作能力的贡献更大。当使用简单的末端执行器时，或当对象完全约束手的手指时，腕部的作用变得特别重要。

健康人的腕部是假肢腕设计的有效基准，也是任何方位装置都可以考虑的参考点。它能够做3自由度运动，即旋前/旋后、屈伸和桡侧/尺侧偏移。每个自由度都是一组成对的运动，指的是每个自由度内的正运动和负运动。对于未受影响的腕关节，其最大活动范围通常在76度/85度、75度/75度和20度/45度之间，分别为旋前/旋后、屈伸和桡骨/尺侧偏移。这些自由度是耦合的，意味着其中一个自由度的运动可以限制另外两个自由度的运动范围。

健康的人在日常生活活动中只利用了每个关节全部活动范围的一部分。对这些“功能性”运动范围的调查表明，它们介于65度/77度、50度/70度和18度/40度之间旋前/旋后、屈伸和桡骨/尺侧偏移的自由度及其运动范围如图1所示。