機器人小組同學(xué)要制作一個能自己從椅子上站起的機器人，如圖1所示。他們已經(jīng)完成的部分如圖2甲所示：O1和O2為兩個關(guān)節(jié)（所有關(guān)節(jié)處均安裝有馬達，可使關(guān)節(jié)在一定范圍內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動）：當(dāng)機器人的上半身、小腿均垂直于大腿坐在椅子上時，上半身可以繞O1順時針轉(zhuǎn)動30°、逆時針轉(zhuǎn)動90°，小腿只能繞O2逆時針轉(zhuǎn)動90°，如圖2乙所示；O1以上的上半身總長50cm,總質(zhì)量為11.2kg,其重心G1位于O1正上方25cm處；在O1和O2水平連線上的大腿部分長25cm,兩只大腿的總質(zhì)量為4.8kg,其重心G2位于O1和O2連線的中點；O2以下的小腿和腳總長27cm,兩只小腳和腳的總質(zhì)量為4.8kg,其重心位于O2正下方6cm處；其中腳在水平面上的前后長度為10cm,且過O2的豎直線恰好將腳分為對稱的兩半?，F(xiàn)還需在O1正上方40cm的O3處，為機器人安裝兩只手臂（如圖2丙所示，大臂可繞關(guān)節(jié)O3轉(zhuǎn)動360°、小臂可繞關(guān)節(jié)O4逆時針轉(zhuǎn)動90°；大臂和小臂的長度相等，重心位于整只手臂的中心點）。根據(jù)所使用的的材料，已知每一只手臂的質(zhì)量和長度的關(guān)系為“每1cm長度手臂的質(zhì)量為0.06kg”。
（1）根據(jù)生活時長可知：機器人在從座椅上向上站起來之前，必須先將自己的重心移動到 腳面上方腳面上方的范圍內(nèi)；
（2）請你從理論上計算出機器人的整只手臂至少需要多長，機器人才能夠從圖2甲所示的坐姿自己站起來，并畫出此時的機器人的狀態(tài)和受力圖。
【答案】腳面上方
【解答】
【點評】
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