球形手腕

Spherical Wrist进阶

机械臂最后三个转动关节的轴线交于一点的手腕结构。

球形手腕指 6 自由度机械臂最后三个转动关节的轴线交于同一点（腕心），效果类似一个球关节：只改变末端朝向，不改变腕心位置。Donald Pieper 在 1968 年的斯坦福博士论文中证明，有 6 个转动关节、且其中三个相邻关节轴线交于一点的串联机械臂，逆运动学可以写出闭式解（后人称为 Pieper 准则）。原因是位置和姿态可以解耦：先由目标位姿倒推出腕心位置，用前三个关节把腕心送到位；再用后三个关节凑出要求的朝向。这样逆解能直接用公式算，不必迭代，还能列出全部解（这类构型最多可达 8 组）。许多工业六轴机械臂都采用「正交平行基座 + 球形手腕」的布局，PUMA 560 是经典例子。