运动学树

以连杆为节点、关节为边的树形结构，从根部一路分叉到各个末端。

运动学树是描述多连杆机器人结构的方式：连杆是节点，关节是连接父连杆与子连杆的边；每个连杆只有一个父节点、没有闭合回路，从根节点（固定底座，或人形机器人的骨盆）一路分叉到各个末端。单条机械臂是只有一根枝的特例（串联链），人形、灵巧手、四足则是多分支的树。URDF（统一机器人描述格式）只能描述树形结构，无法直接表示 Stewart 平台这类闭链；MuJoCo 也把所有刚体组织成以 world 为根的树、不允许回路，四连杆、并联踝关节等闭环要用额外的等式约束补上。Pinocchio 等动力学库沿这棵树递推计算，并利用树结构带来的稀疏性加速。

例子人形机器人的 URDF 里，骨盆是根，往下分出左右两条腿，往上经腰到躯干，再分出双臂和头部；每只灵巧手又分出五根手指，整体是一棵多级分叉的树。

也叫

运动树、树形运动链、树形结构

相关

运动链、串联机构、并联机构、统一机器人描述格式、浮动基、铰接体算法

来源

Lynch & Park, Modern Robotics（2017）4.2 节：URDF 可表示任何树形结构机器人
MuJoCo 文档 Overview：Kinematic tree（不允许运动学回路，用等式约束建模）
Pinocchio（GitHub）：利用运动学树稀疏性的刚体动力学算法库