一、机械手的奇异形位分为两类：
（1）机械手的边界奇异形位：
当机械手臂全部伸展开或全部折回时，使手部处于机械手工作空间的边界上或边界附近，出现逆雅可比奇异，机械手运动受到物理结构的约束。这时相应的机械手形位叫做边界奇异形位。
（2）机械手的内部奇异形位：
两个或两个以上关节轴线重合时，机械手各关节运动相互抵消，不产生操作运动。这时相应的机械手形位叫做内部奇异形位。
搬运机械手正在搬运马桶作业中
当机械手处在奇异形位时会产生退化现象，丧失一个或更多的自由度。这意味着在工作空间的某个方向上，不管怎样选择机械手关节速度，手部也不可能实现移动。
二、机械手静力分析：
机械手在工作状态下舍与环境之间引起相互作用的力和力矩。机械手各关节的驱动装置提供关节力和力矩，通过连杆传递到末端执行器，克服外界作用力和力矩。关节驱动力和力矩与末端执行器施加的力和力矩之间的关系是机械手操作臂力控制的基础。
三、操作臂力和力矩的平衡
如下图所示，杆i通过关节i和i+1分别与杆i-1和i+1相连接，建立两个坐标系{
i-1}和{i}。 机械手杆i上的力和力矩示意图
定义如下变量：
fi-1,i及ni-1,i——i-1杆通过关节i作用在i杆上的力和力矩；
fi,i+1及ni,i+1——i杆通过关节i+1作用在i+1杆上的力和力矩；
-fi,i+1及-ni ,i+1——i杆通过关节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——机械手最末杆对外界环境的作用力和力矩；
-fn,n+1及-nn，n+1——外界环境对机械手最末杆的作用力和力矩；
F0,1及no,1——机械手机座对杆1的作用力和力矩；
mig——连杆i的重量，作用在质心Gi上。
连杆的静力平衡条件为其上所受的合力和合力矩为零，因此力和力矩平衡方程式为：
力和力矩平衡方程式
式中：ri-1——坐标系{i}的原点相对于坐标系{i-1}的位置矢量；
ri,ci——质心相对于坐标系m的位置矢量。
假如已知外界环境对机械手末杆的作用力和力矩，那么可以由最后一个连杆向零连杆（机座）依次递推，从而计算出每个连杆上的受力情况。
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