喻智锋　陆建峰

摘要：仿人机械臂是当今机器人研究的前沿课题。随着社会需求与科学技术的发展，特别是服务型人形机器人的商品化与市场化，仿人机械臂的拟人特性成了机器人研究的新要求。仿人机械臂的拟人特性主要包含两方面：结构拟人化和运动拟人化。结构拟人化使机械臂外观与结构更接近人臂，而当机械臂看起来与人自身形状一样时，它就很容易引起人类操作者的“共鸣”，从而增强其心理舒适度。运动拟人化使机械臂如同人臂一样工作，人类作为自然进化的高等生物，其运动机理必然有着独特的优越性，以人臂的运动机理控制机械臂的运动必然将提高其效率。

关键词：仿人机械臂；拟人；构型

前言

仿人机械臂构型研究是仿人机械臂设计和开发的第一步，直接决定着仿人机械臂的性能，是仿人机械臂设计的基础和关键。具有类似人臂结构特征的仿人机械臂能够更好的实现人臂的各种功能。国内外学者提出了不同的仿人机械臂模型，但大多是针对某一特殊任务的特定构型，缺乏适用于不同任务的通用性模型。对于仿人机械臂，目前采用较多的一种结构是七自由度冗余机械臂，用三个旋转关节组成肩部，一个旋转关节组成肘部，三个旋转关节组成腕部。

1.人臂运动机理

人类作为自然进化的伟大产物，其运动机理十分复杂。人体运动主要依靠关节，根据人体运动解剖学结构特征可以将人体运动关节分为三类：滑膜关节、纤维关节和软骨关节，其中滑膜关节对人体运动起着主要作用，它由关节面、关节囊和关节腔组成，而人臂运动主要来自滑膜关节。……