人的手臂有幾個自由度?

時間 2021-05-12 14:35:57

1樓:小土豆

7個,沒有機械基礎的自動化從業者可以通過 pitch (俯仰角),yaw(偏航角)roll(翻滾角)三個自由度來判斷,即分別繞著X Y Z三個軸能否旋轉。如果以手臂水平方向為X軸,垂直向上為Z軸,正上方為Y軸,肩關節可以繞著三個軸旋轉,是有3個自由度的,肘關節只能繞著Y軸旋轉,乙個自由度,腕關節也有三個自由度。

空間6個自由度是可以到達任意位置,具有唯一解,手臂7個自由度所以可以到達任意位置,而是解不唯一

2樓:

@YY碩排名第一的答案是錯的

答案是6或8。

人云亦云的人真的是多。

如果按機械定義,答案是6個自由度。

機械定義的自由度是平移+繞座標軸旋轉,是沒有繞杆軸旋轉的如果加上饒杆軸旋轉,答案是8個自由度

因為在小臂彎曲時,拳頭最多只能繞小臂做出180度的旋轉,在小臂伸直時,拳頭最多能做出270度的旋轉,多餘的90度就是來自繞大臂的旋轉。

可以自己實驗下

後面的一波為什麼自由度是7,只能說是無厘頭的雞湯

3樓:王小兀

抱歉,之前的答案有錯誤,謹為之前給大家帶來的困擾表示歉意。

肘關節是可以使小臂繞著自身軸線相對大臂轉動的,所以應該視為十字萬向節/球銷副。所以整個結構的自由度應該是——

算上手:3×6-3-4-4=7

不算手:2×6-3-4=5

再次致歉。

——【原答案】——

機械渣強答一發!

不是特別明白題主說的從腕關節到肩關節這一段,手要不要算在內。算的話,應該是六個自由度;不算的話,應該是四個自由度吧。

下面按把手算在內回答~

如果不加任何約束,空間內的每個構件會有六個自由度:x,y,z方向平動以及繞x,y,z的旋轉。題目裡面說的從腕關節到肩關節這一段,含有四個構件:手、小臂、大臂和固定的身體。

首先分析肩關節哈~肩關節目測是球鉸鏈,大臂可以自由旋轉(不信自己做做肩部繞環試試),也可以繞著自身的中軸線轉動(不知這句話說明白沒),因此只能限制掉三個平動自由度。

啊…然後就是肘關節啦~這個比較簡單,可以看做是普通鉸鏈,小臂相對大臂只能做乙個方向上的旋轉運動,因此限制掉了其它五個自由度。

腕關節好像有點麻煩,因為貌似腕關節實際上不止乙個關節的樣子,我們姑且簡化為乙個關節好啦。自己動一動,會發現手相對小臂只有兩個方向的轉動是可以的:乙個是「手動再見」方向,乙個是「滿臉大汗媽呀熱屎了」方向。

但是卻不能繞著小臂的中軸線旋轉。所以腕關節有點像個十字萬向節,限制了四個自由度。

所以咧,總的自由度就是3×6-3-5-4=6(不算手的話那就是2×6-3-5=4咯~)

最後上一張圖,請忽略我魔性的畫風

4樓:鵪鶉

直覺告訴我是七個,肩關節倆,上臂乙個,肘關節乙個,前臂乙個,手腕倆。

或者這麼想,你的手做乙個打手槍的姿勢,固定手的位置,和拇指、食指的指向,總共會用掉六個自由度。

但是保持手不動,你的肘關節還可以在空中畫乙個圈,(難以想象的話,抓一根固定的管子,動動胳膊就知道了),所以還剩乙個自由度。

這學期的大作業,老師要我們設計乙個機械人,要求自由度4到6,我本來想設計乙個胳膊的,因為一開始用的第二種方法數的是六個。

但是用第一種方法卻數出來七個,想了好久卻沒想出第七個怎麼描述。今天抓了根管子,恍然大悟,之前忘了手座標系y軸指向了。

5樓:羊大可

七個。乙個約束對應乙個自由度。身側為x,正面方向為y,身高為z向。

限制xyz三向位移限制肩膀位移,三個自由度。

還可做繞三軸旋轉,自行做三向大螺旋即可。

肩膀不動,小臂與大臂連線視為只能做單向轉動的鉸支座,即也只需要限制乙個方向的位移。

我是屬於大臂不動,小臂仍能做90度旋轉的,可能是小時候缺鈣,要不將小臂簡化為杆還是需要乙個轉動的約束來限制轉動位移。

另外由於身體其他部位的影響,肩膀也並非在三個方向上做360度的旋轉,這三個自由度也是不完全的自由。

多年不看結構力學。強答,哈哈。

6樓:Q摩那破

肩關節:

1.內收—外展

2.前屈—後伸

3.內旋—外旋

肘關節:屈伸

前臂:旋前—旋後

腕關節:

1.屈伸

2.尺偏—橈偏

3+1+1+2=7

7樓:許常

嚴謹來答。

如果將人上肢看作剛體分析,在簡化的模型(並非準確模型)中,從腕關節到肩關節(肩關節複合體),運動學特徵可歸納為具有七自由度,如下圖所示(Maciejasz et al, 2014),

分別包括:1. arm flexion/extension; 2.

arm adduction/abduction; 3.arm internal(medial)/external(lateral) rotation; 4: elbow flexion/extension; 5:

forearm pronation/supination; 6: wrist flexion/extension;7: wrist adduction(ulnar deviation)/abduction(radial deviation).

另外,手具有乙個抓握的自由度,在圖中標記為8

可是人的上肢結構相當複雜,例如腕關節和橈尺關節的耦合關係,肩關節複合體中的運動學特性,這些因素所產生的人體運動特徵不是簡化七自由度模型所能準確描述的。在肩關節複合體中,運動學特徵包含孟肱關節的外展/內收,前屈/後伸和內旋/外旋;胸鎖關節的上抬/下沉,前伸/後縮和前旋/後旋;肩鎖關節的上旋/下旋,內旋/外旋和前傾/後傾;肩胸鎖關節的上抬/下沉,前伸/後縮和前旋/後旋,還有孟肱節律(人體運動學,2013)。上述這些運動學特徵十分複雜也值得深究。

8樓:

·先說肩膀。

肩膀是問題最大的。

很多人以為肩膀就是乙個普通的球關節。

其實並不正確。

可以從這些圖里明顯看到,肩胛骨是乙個浮動結構。

它可以整體上下移動(比如聳肩),還能夠前後掰(比如擴胸運動)。

(這種擴胸似的動作)

肩胛骨和上臂連線的關節才是乙個球關節。

而手肘只能單向彎曲。類似這樣/

手腕是鎖死的。只能彎曲,不能旋轉。

前臂的旋轉是由於兩根骨頭的交錯產生的效果。

人體最難表現的關節變化之一就是肩膀。(或者還有大拇指脊柱)就是因為它是浮動的。

目前市面上的模型、玩具等等,做的最不到位的地方就是肩關節。

所以它們的動作看起來都比較不自然。很多動作做不出。

裡面我見過比較好的是東亞重工那個。

可以看到肩關節和一般的可動模型不一樣。

實際上真正的人體更加複雜。因為還能夠一定程度上伸長、錯位平移等等……比如脊柱的構造……·

9樓:

更新為8個。

如果肩膀位置固定的話:六個。取球座標系,任意點有三個自由度,扣除長度約束乙個自由度,就是兩個自由度。

即每個節點沒有r自由度,只有theta,phai自由度.因此,肩膀,手肘,手腕共六個自由度。

親身體驗了下,應該是8個,因為大小臂都可以繞軸旋轉。

10樓:

七個自由度。任意乙個桿件理論上有六個自由度,三個方向的位移和繞三個軸的轉動。手掌和大臂都有位移限制無轉角限制,六個自由度。手肘有乙個轉動的自由度,總計七個自由度。

11樓:星斗如盤

只有4個,我們認為人坐著不懂的話,手臂的運動可以看成2個點的運動,也就是6個自由度,但是,手臂的長度是確定的,有兩個約束條件,就只有4個自由度了,

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