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1:拇指:2个关节,分别是掌指关节(1个自由度,可屈伸)、指间关节(1个自由度,可屈伸)。 食指、中指、无名指、小指:3个关节,分别是掌指关节(2个自由度,可屈伸、外展内收)、近侧指间关节(1个自由度,可屈伸)、远侧指间关节(1个自由度,可屈伸)。
2:重要的自由度:手指的屈伸自由度:无论是抓握物体(如握住杯子、拿起笔),还是进行精细操作(如打字、系纽扣),手指的屈伸动作都是核心,是实现手部抓握和操作功能的关键。 拇指的外展内收自由度:拇指的外展内收能让拇指与其他手指形成对捏动作,是完成精细抓握(如捏起硬币、使用镊子)的关键,极大地提升了手部的操作灵活性。 - **对手部功能影响不大的自由度 部分手指的微小外展内收自由度(除拇指外,其他手指在掌指关节的外展内收自由度中,一些微小的动作对整体手部功能影响相对较小):例如在一些简单的抓握动作中,食指、中指等的外展内收并非核心动作,即使这些自由度受限,对基本的抓握和操作影响不大。
3:我认为要20~25个自由度。 原因:从功能模拟角度:人类手部的自由度很多,要让机器人手实现类似人类的抓握(如抓握不同形状的物体,从大的球体到小的螺钉)、精细操作(如写字、组装精密零件)等动作,需要一定数量的自由度来模拟手指的屈伸、外展内收等动作。 - 从实用性平衡角度:20~25个自由度既能较好地模拟人类手部的主要动作,又能在机械结构复杂度、控制难度和成本之间取得平衡,不会因自由度过多导致结构过于复杂、控制困难和成本过高,也不会因自由度过少而无法完成复杂的手部任务。
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