原标题:串联机器人的基本结构形式、结构简图和工作空间

串联结构操作手是较早应用于工业领域的机器人 。 机器人操作手开始出现时 ,是由刚度很大的杆通过关节连接起来的 ,关节有转动和移动两种 ,前者称为旋转副(revolute) ,后者称为棱柱关节(prismatic joint) 。 而且 ,这些结构是杆之间串联(concatenation) ,形成一个开运动链(open kinematic chain) ,除了两端的杆只能和前或后连接外 ,每一个杆和前面和后面的杆通过关节连接在一起 。 由于操作手的这种连接的连续性 ,即使它们有很强的连接 ,它们的负载能力和刚性与例如NC 这样的多轴机械比较起来还是很低 。 很明显 ,刚性差就意味着位置精度低 。

由于杆件之间联结的运动副的不同 ,串联机器人可分为直角坐标机器人 、圆柱坐标机器人 、关节型机器人 。 图 1唱3 为串联机器人的基本结构形式 、结构简图和工作空间 。 实用的串联机器人中比较著名的结构形式有 :PU M A 型机器人(图 1-4) 、SCARA 机器人(图 1-5) 、Stanfo rd 型机器人(图 1-6) 、平行连杆结构型机器人(图 1-7) 。

通常 ,机器人需要在三维空间中运动 ,在直角参考坐标系中机器人操作手末端需要满足 3 个方向的位置要求和相对于 3 个坐标轴的角度要求 ,因而在运动或姿态控制时需要控制 6 个参数 ,所以 ,一般情况下 ,一个通用机器人操作手需要 6 个自由度 。 对于某些专用机器人不需要 6 个自由度 ,应在满足要求的前提下尽量减少机器人的自由度数 ,以便减少机器人的复杂程度 ,降低机器人制造成本 。 例如 ,SCARA 机器人仅有 4 个自由度 。 有些机器人的工作环境复杂 ,在工作时需回避障碍 ,可能需要具有 7 个或 7 个以上的自由度 。 这种机器人称为具有“冗余自由度”机器人 。 返回搜狐,查看更多

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