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未来七轴机器人会占据主流？深度解析具身智能方向当前六轴机器人和七轴机器人的区别，七轴力控机器人发展会加快吗？

news 来源：原创 2025/9/6 2:03:10

六轴机器人和七轴机器人在设计、功能和应用场景上存在明显区别。六轴机器人是工业机器人的传统架构，而七轴机器人则在多自由度和灵活性方面进行了增强。

本文将在理解这两者的区别以及为何六轴机器人仍然是市场主流，从多个方面进行深入解读六轴和七轴区别：

1. 轴的定义与操作自由度

六轴机器人具备六个自由度，每个关节提供一个独立的旋转角度。这使得机器人可以完成复杂的三维空间运动，适应多种工业应用，如搬运、焊接、喷涂等。六个自由度足以覆盖大多数常见的操作任务，因此它被广泛采用。

典型六轴机器人

七轴机器人多了一个自由度（通常是在手臂的肘部或肩部处增加一个旋转关节）。这个额外的轴让机器人可以绕开障碍物或更灵活地调整姿态，从而提高机器人在狭小或复杂环境中的适应性。

Franka七轴机器人自由度表示

2. 灵活性与应用场景

六轴机器人能够执行复杂的运动轨迹，并且已经在工业应用中充分证明了其灵活性。它们通过特定的关节配置，可以实现广泛的任务。然而，六轴机器人在某些特定场景下（如空间受限或需要规避障碍的任务）可能存在操作局限性。

典型六轴机器人

六轴机器人固定工位，善于重复性产线操作

七轴机器人因为额外的关节，具备更多的运动自由度，允许它们在同一个姿势下以不同的路径完成任务。这种灵活性非常适合高要求的场景，如医疗手术、组装精密设备或在狭小的工作区域进行复杂的任务。这种优势通常在特定场景下显得特别明显。

分体式腔镜种七轴力控机器人（FRNAKA）柔性操作

3. 成本与复杂性

六轴机器人由于已经经过长期的标准化和规模化生产，具备成本优势。其设计相对成熟，制造和维护成本低。因为它们已经在大量的应用中证明了可靠性，企业选择六轴机器人通常能获得较高的性价比。

七轴机器人的复杂性更高，额外的关节增加了机械和控制系统的复杂度。这不仅提高了制造成本，还增加了对运动控制的要求。多出一个轴意味着控制系统必须处理更多的运动数据和调节机制，从而提升了编程难度和使用成本。

4. 控制系统与算法

六轴机器人的运动控制已经有成熟的软件支持，其编程相对简单，适合大部分常见的工业任务。大多数企业有现成的六轴机器人编程平台和开发经验，容易上手和部署。

六轴机器人关节表述

七轴机器人虽然提供了额外的灵活性，但编程相对复杂，因为多出来的自由度需要更精准的路径规划和运动控制。这对开发者和技术人员提出了更高的要求，需要更强大的编程和控制能力。

七轴机器人关节表述

逆解区别：

一般六轴机械臂的一个末端姿态会对应几组不同的逆解。但是，这几组逆解在构形空间内是离散分布的，一般情况下无法在保证末端位姿的情况下从一组逆解变换到另一组逆解。换句话说，让机器人末端走一条固定轨迹，如果两个点中间存在一些不可通过的点（障碍物，奇异点之类），那么六轴机械臂是无法完成这条轨迹的。

对于七轴机械臂的话，它多了一个冗余自由度，存在无数组在构形空间内连续的逆解，有可能在保证末端轨迹的同时避开奇异的和障碍物。七轴机器人在使用传统的D-H模型求逆解的话会得到无数个解，一般选择先给定多出来的大臂扭转关节的角度，再求解其余6个自由度，增加了计算的复杂性。但是在人工智能和算力足够的大模型时代，七轴机器人越来越发挥着其独特的优势，甚至期待的自由度更高，例如八轴，九轴。但是为什么不做八轴、九轴机械臂，答案简要回答是是七轴大部分情况下已经够用了，增加关节会降低刚度。

1. 轴的定义与操作自由度

2. 灵活性与应用场景

3. 成本与复杂性

4. 控制系统与算法

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