运动副(转动副 / 移动副 / 低副 / 高副)
Kinematic Pair (Revolute / Prismatic Pair; Lower / Higher Pair)进阶两个构件直接接触又能相对运动的连接,如铰链、滑轨、齿轮啮合。
运动副是机械原理的基本概念,由德国工程师 Reuleaux 提出,指两个构件之间既保持接触、又只允许特定相对运动的连接。按接触方式分两类:低副是面接触,常见的有转动副(R,铰链,1 个转动自由度)、移动副(P,滑块,1 个移动自由度)、螺旋副、圆柱副(2 自由度)、球面副(3 自由度);高副是点或线接触,如凸轮与从动件、齿轮啮合、车轮在地面上滚动。机器人学里的「关节」就是运动副,转动关节对应转动副,移动关节对应移动副。计算机构自由度的 Grübler 公式,就是用构件的总自由度减去各运动副引入的约束。DH 参数的原始论文题目就叫「基于矩阵的低副机构运动学记法」。
例子平面四连杆机构:连同机架共 4 个构件、4 个转动副,按平面 Grübler 公式,自由度 = 3×(4−1−4) + 4×1 = 1,所以只需一个电机就能驱动整个机构。
- 也叫
- 关节、R 副 / P 副、低副 / 高副
- 相关
- 转动关节、移动关节、球关节、自由度、Grübler 公式、四连杆机构
- 来源
- Wikipedia: Kinematic pair
Lynch & Park, Modern Robotics(2017)2.2 节 Grübler 公式;参考文献 Denavit & Hartenberg 1955