串行腕關節與並行腕關節優缺點對比分析

串行和並行手腕機構之間存在著大量的差異。當在具有相同數量自由度的設備之間進行比較時，串行機構往往比並行機構更長，盡管使用腱驅動和傘齒輪差速器可能會緩解這一問題，因為執行機構的位置有一定的自由度。如果不使用差動聯軸器，則隻有一個執行器負責輸出自由度。

對於串行機構，運動範圍和扭矩規格通常簡單地由執行機構的選擇和基本形狀幾何決定，而不依賴於配置。此外，使用更少的組件可能會帶來更強的健壯性，盡管負載必須通過整個手腕機製傳遞。並聯機構往往有更多的結構和幾何設計參數會影響ROM和生產轉矩。然而，這種額外的複雜性在設計過程中允許更大的自由度。在大多數平行腕關節機構中，沿任意自由度運動需要多個電機的串聯驅動。這種耦合允許多個驅動器貢獻一個單一的運動，然而在某些配置中，致動器實際上可能工作在相反的另一個，不能在一個特定的方向驅動。在串行腕關節中也存在奇異構型，奇點是可預測的，並且機製很容易為奇點設計在期望的工作空間之外。

並行機製中的各種架構為腕部在子領域的發展留下了很大的空間，特別是與串行機製相比。在串行手腕機構中，隻有少數類型的架構是可能的，盡管在大小、可靠性和功率密度方麵的驅動係統仍有改進。盡管許多並行機製(特別是球形機製)的架構已經在地圖集中被詳盡地描述和索引，但物理實現仍然很少。部分原因可能是很難創建一個成功的並行機製的物理實現，微小的製造誤差會導致過度約束和內力的大幅增加。由於正運動學求解困難，控製機構的軟件和方法也會出現困難，對於一些冗餘驅動的並聯機構，內力的緩解需要額外的傳感器和複雜的控製方法。