臂型角（肘部自运动角）

7 自由度手臂在手的位姿固定时，肘部绕肩-腕连线转过的角度

描述 7 自由度手臂冗余度的一个标量参数。Kreutz-Delgado 等人 1992 年在 IJRR 论文中用「手臂平面与参考平面的夹角」来参数化冗余，手臂平面由肩、肘、腕三点确定。确定末端位姿只需 6 个自由度，多出的 1 个表现为：手不动时，肘部还能绕肩-腕连线画圆，这种末端不动、关节在动的运动叫自运动。把臂型角定下来，逆运动学就有唯一的闭式解；Shimizu 等人 2008 年据此给出了考虑关节限位的 7 自由度解析逆解。人的手臂也有同样的冗余，外骨骼和遥操作研究常称之为 swivel angle。

例子遥操作 7 自由度机械臂时，先用动捕测出操作者手臂的臂型角，再把它和手的目标位姿一起交给机械臂逆解，让机械臂的肘部姿态跟人一致；已有研究在 KUKA LWR4+ 的遥操作中这样利用人手臂的肘部臂型角。

也叫

臂型角、肘部自运动角、肘部摆角、Swivel Angle、Elbow Swivel Angle

相关

七自由度机械臂、运动学冗余、零空间、解析逆解、逆运动学、动作重定向

来源

Kreutz-Delgado, Long, Seraji: Kinematic Analysis of 7-DOF Manipulators (IJRR, 1992)
Shimizu et al.: Analytical Inverse Kinematic Computation for 7-DOF Redundant Manipulators With Joint Limits (IEEE T-RO, 2008)
Kim & Rosen: Redundancy Resolution of the Human Arm and an Upper Limb Exoskeleton (IEEE TBME, 2012)