一、機械手的奇異形位分為兩類：
（1）機械手的邊界奇異形位：
當機械手臂全部伸展開或全部折回時，使手部處於機械手工作空間的邊界上或邊界附近，出現逆雅可比奇異，機械手運動受到物理結構的約束。這時相應的機械手形位叫做邊界奇異形位。
（2）機械手的內部奇異形位：
兩個或兩個以上關節軸線重合時，機械手各關節運動相互抵消，不產生操作運動。這時相應的機械手形位叫做內部奇異形位。
搬運機械手正在搬運馬桶作業中
當機械手處在奇異形位時會產生退化現象，喪失一個或更多的自由度。這意味著在工作空間的某個方向上，不管怎樣選擇機械手關節速度，手部也不可能實現移動。
二、機械手靜力分析：
機械手在工作狀態下舍與環境之間引起相互作用的力和力矩。機械手各關節的驅動裝置提供關節力和力矩，通過連桿傳遞到末端執行器，克服外界作用力和力矩。關節驅動力和力矩與末端執行器施加的力和力矩之間的關係是機械手操作臂力控制的基礎。
三、操作臂力和力矩的平衡
如下圖所示，杆i通過關節i和i+1分別與杆i-1和i+1相連接，建立兩個座標系{
i-1}和{i}。 機械手杆i上的力和力矩示意圖
定義如下變量：
fi-1,i及ni-1,i——i-1杆通過關節i作用在i杆上的力和力矩；
fi,i+1及ni,i+1——i杆通過關節i+1作用在i+1杆上的力和力矩；
-fi,i+1及-ni ,i+1——i杆通過關節i+1作用在i杆上的反作用力和反作用力矩；
fn,n+1及nn,n+1——機械手最末杆對外界環境的作用力和力矩；
-fn,n+1及-nn，n+1——外界環境對機械手最末杆的作用力和力矩；
F0,1及no,1——機械手機座對杆1的作用力和力矩；
mig——連桿i的重量，作用在質心Gi上。
連桿的靜力平衡條件為其上所受的合力和合力矩為零，因此力和力矩平衡方程式為：
力和力矩平衡方程式
式中：ri-1——座標系{i}的原點相對於座標系{i-1}的位置矢量；
ri,ci——質心相對於座標系m的位置矢量。
假如已知外界環境對機械手末杆的作用力和力矩，那麼可以由最後一個連桿向零連桿（機座）依次遞推，從而計算出每個連桿上的受力情況。
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